植物花色素合成的转录调控研究进展_史倩倩

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1、中国观赏园艺研究进展：植物花色素合成的转录调控研究进展①史倩倩周琳李奎王雁中国林业科学研究院林业研究所，国家林业局林木培育重点实验室，北京摘要花色素是由植物类黄酮代谢途径产生的次生代谢产物，决定了花、果实和种子的颜色。随着类黄酮代谢途径的研究不断地深人，多种植物编码合成花青素的酶基因也已得到克隆，并研究证明花色素合成基因与转录因子、和有着极其复杂的相互作用模式。本文主要对花青素合成相关的、和转录因子及其在调节结构基因表达和花青素合成中的作用进行了综述。关键词花色素；；；转录因子；；；；花色素是由类黄酮代谢通路产生的。随着

2、对拟南心‘芥等模式植物类黄酮分子调控研一类调花色素又称花青素一究的不断深人，人们发现除结构基因外，还有，是类水溶性类黄酮色素，节基因可通过调控结构基因的表达，在转录水平上参使植物的花、果实、种子和根呈现红色、蓝色和紫色与花色的形成（。转录调节是植物等不同颜色（和，还能保护花色素苷生物合成途径中调节其结构基因表达的重要植物免受紫外线损伤（和，抵御一环节之。转录因子通过与结构基因启动子中含有的各种环境胁迫（，；，能被其识别的顺式作用元件发生特异性结合，单独或及微生物病原体的侵害（一个或多个结构基协同调节花色素苷生物合成途径中

3、。因的表达，从而有效控制植物体内花色素苷的合成。花色素在细胞质中合成，在液泡中累积。花色素因此究植物花色素苷生物合成途径的转录调控成主要受两类基因的共同控制一，研，生物合，类是结构基一是揭示花色形成分子调控机制的根本具有重要因另一系列，，类是转录因子。花色素生物合成酶由意义。结构基因编码而成，主要包括、、、“”基金项目计划、国家自然科学基金项目（。：（花卉遗传改良。电话作者简介：史倩倩（年女：：：，在读博士。主要研究方向。①通讯作者。264引种与育种，’’中结构域的个数录因子可以分为类：、、、、、和，转个别植物中朽仏和矮

4、牵牛一，如葡萄（单结构域蛋白、个重复结构域（蛋白和和个重复结构域（蛋白，其中；，。这些花色素生物家族主要参与类黄酮和花色素苷生物合成途径调控作合成基因的表达水平随着花色素的积累不断地提高，用。如玉米的是植物中第且它们的的水平也随着花色素含量的变化不个被分离鉴定的与花色素合成相关的转录因子一些葡萄品种中的的表达缺失导断变化。例如（，，它能与玉米中蛋白致花青素无法合成（，。类的或基因互作，激活花青素合成途径的转录因子能够通过特异的蛋白质和蛋白质启动子和基因，（。随后蛋白质相互作用激活或者抑制结构基因的表达，从而从矮牵牛（、非

5、洲菊（调节花色素的合成。大多数植物花色素的合成是通过、番前复合物或者复合物、葡萄（复合物）进行调节（；、金鱼草（。（、番暮（、、苹果—斗主人调控化色素合成基因的转录因子、龙胆（转录、杨梅（，；因子’、百似―’蛋白是植物转录因子中最大的家族之一合（，等多种植物中都分离到了参与调控类黄酮生物也是花色素生物合成中涉及最广泛的调节因子李宗合成’进而影响植物花器官或果实着色的基因。艳鮮名扬，类转；豸。录因子编码的蛋白具有一个碱性端含有，个保守的结合区域（结构域）。根据蛋白质表部分已被克隆的与花青素合成相关的转录因子转录因子被调节的

6、基因参考文献物种、玉米、；；；，’拟南芥，、未报道矮牵牛未报道未报道烟草’番爺、，、、、，金鱼草、、紫苏’百合未报道番薯、植物花色素合成的转录调控研究进展续）转录因子被调节的基因参考文献物种。牵牛、、，，葡萄’苹’果’、龙胆、，、杨梅，；洋梨红色砂梨未报道俞波，转录因子碱性螺旋环蛋白非常保守，通常含有个串联重螺旋）转录因子编码的蛋白结构中含有保守的复的基元，核心区域由个氨基酸残基组成（色基序一，每个基序约由个氨基酸残基组成，氨酸和天冬氨酸重复单序列），序列末端含有两个亚功能区，即位于末端的区域和个残基处以开始，末端结尾为

7、闵元琴等，末端的碱性氨基酸区域一。区域之间则可依赖疏。矮牵牛的是第个在植物中发现的水氨基酸的相互作用形成同型或异型二聚体，碱性区蛋白，在矮牵牛突变体中发现，的域负责与顺式元件等结合（张全琪等，表达量受到影响下降，进而对花青素的合成起到调控。在植物的花青素合成（、花作用（，。随后在拟南芥、器官发育（，、玉米、紫苏、牵牛（办奶、光形态建成（激素应答（紫花苜蓿等植物的蛋，，，；；；白也都相继被发现与花青苷的合成有关（，、金属离子体内平衡（吐吐，，，；。，，等方面发挥重要作用呵；；目前拟南芥、玉米⑷、水稻（弾矮牵牛；（、、、金鱼

8、草、牵牛（、、花色素合成相关调控研究、非洲菊、龙胆、亚洲杂交百合土转录因子独立调控作用、苹果（、等多种植物的调控花色素合成相关基因的转录因子得复合体对花色素生物合成调控的研究中，录因子的作用最重要，已在拟南芥、苹果、到了克隆并进行了功能鉴定（，转￡葡萄、梨及其他蔷薇科植物中得到证实（，；，一些蛋白也可以不依靠其他因子