彩色小麦营养成分及其色素基因表达模式的研究.pdf

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1、分类号密级公开UDC学号20151013032青海师范大学硕士学位论文彩色小麦营养成分及其色素基因表达模式的研究研究生姓名：叶琳导师姓名（职称）：魏乐教授申请学位类别理学硕士学科专业名称植物学研究方向名称植物分子遗传育种论文提交日期2018年4月论文答辩日期2018年6月学校授予单位青海师范大学学位授予日期2018年7月答辩委员会主席沈裕虎评阅人刘宝龙、李建民彩色小麦营养成分及其色素基因表达模式的研究中文摘要随着农业技术的快速发展和人民生活水平日益提高，饮食结构正在由温饱型向营养型、功能型和保健型转变。彩色小

2、麦被认为是一类新型小麦品种，有灰色、黑色、紫色、蓝色、绿色等。大部分品种的彩色小麦蛋白质、膳食纤维、矿物质和维生素含量较普通小麦丰富，氨基酸组成齐全，是制作营养保健食品的理想原料，具有一定的开发利用价值。彩色小麦籽粒中含有大量天然色素，以花青素类色素为主。花青素是一类广泛存在于植物中的水溶性色素，能提高视力，减少血管脆性，防止血管破裂，扩张冠动状脉，改善心肌营养，具有抑制细胞生长及抗氧化、抗突变、减轻肝功能障碍、抗癌等多种保健功能。但是，目前关于彩色小麦的研究都是用遗传背景差异很大的材料，研究结果的可比性值得

3、商榷，因此我们实验室利用构建的彩色小麦近等基因系（蓝粒小麦‘科兴611’，紫粒小麦‘科兴617’和白粒小麦轮回亲本‘济麦22’），来进行彩色小麦营养成分分析及其色素基因表达模式的研究。主要研究结果如下。1、通过UHPLC-QTOF-MS测定3个环境中蓝粒小麦科兴611、紫粒小麦科兴617和普通白粒小麦济麦22中花青素含量，共分离鉴定出14种花色苷单体。紫粒小麦科兴617花色苷种类最多，有11种花色苷单体，花青素含量最高，其中芍药素花色苷为第一主要花色苷，矢车菊素花色苷为第二主要花色苷。蓝粒小麦科兴611的花青

4、素含量为其次，含有9种花色苷单体，矢车菊素花色苷、芍药素花色苷含量最多。普通白粒小麦济麦22花青素含量最少，只含有3种花色苷单体。2、通过RT-HPLC测定3个环境中蓝粒小麦科兴611、紫粒小麦科兴617和普通白粒小麦济麦22中氨基酸含量，共检测出16种氨基酸，分别为天冬氨酸（Asp）、谷氨酸（Glu）、丝氨酸（Ser）、组氨酸（His）、甘氨酸（Gly）、苏氨酸（Thr）、精氨酸（Arg）、丙氨酸（Ala）、酪氨酸（Tyr）、半胱氨酸（Cys）、缬氨酸（Val）、苯丙氨酸（Phe）、异亮氨酸（Ile）、甲硫

5、氨酸（Met）、亮氨酸（Leu）、赖氨酸（Lys）。研究结果表明，蓝粒小麦科兴611的必需氨基酸含量、非必需氨基酸含量及总氨基酸含量，均显著地高于紫粒小麦科兴617和白粒亲本济麦22。尤其是对于第一限制性的赖氨酸，在3个环境中，蓝粒小麦科兴611的赖氨酸含量比济麦22提高了12.09-37.28%，均达极显著水平，因此蓝粒小麦科兴611显著地提高了氨基酸的含量，具有显著的正向效应。I紫粒小麦科兴617和白粒小麦济麦22相比，必需氨基酸含量、非必需氨基酸含量及总氨基酸含量相近，甚至低于济麦22。3、设计全长引物

6、对调控彩色小麦花青素合成代谢的三个基因ThMYC4E、TaMYC1和TaMYB7D进行扩增并克隆测序，通过NCBI进行BLAST分析，发现ThMYC4E中含有一个保守的bHLH-MYC结构域，以及HLH和ATC-like的结构域，TaMYC1具有一个保守的bHLH-MYC和HLH的结构域，TaMYB7D的有一个SANT（SWI3,ADA2,N-CoRandTFIIIB）DNA结合结构域。亚细胞定位结果都在细胞核。设计定量引物，检测彩色小麦和济麦22开花后7天、14天、21天、28天和35天籽粒中ThMYC4E

7、、TaMYC1、TaMYB7D基因的表达量，发现在济麦22中三个基因在五个时期的的表达量都非常低，其他彩色小麦表达量都随着时间的增加呈上升趋势，其中ThMYC4E在开花后35天表达量最高，而TaMYC1和TaMYB7D在开花后28天表达量最高。我们推测这些基因很有可能参与了调控彩色小麦花青素合成代谢。关键词：彩色小麦，花青素，氨基酸，转录因子，qRT-PCRIIStudyonNutrientComponentsandPigmentGeneExpressionPatternsofColorWheatAbstra

8、ctWiththerapiddevelopmentofagriculturaltechnologyandtheimprovementoflivinglevel,thedietarystructureischangingfromsubsistencetonutrition,function,andhealthcare.Colorwheatisconsideredasanewbreedofwheatwi