植物花青素生物合成相关基因的研究及应用_石少川

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1、植物研究2011，31(5):633～640BulletinofBotanicalResearch植物花青素生物合成相关基因的研究及应用1，21*2111石少川高亦珂张秀海孙佳琦赵伶俐王叶(1．北京林业大学园林学院，北京100083;2．北京农业生物技术研究中心，北京100097)摘要花青素是决定植物花色的主要色素，使大多数花呈现从红到蓝的系列变化，是花色研究和开发的重点，并具有重要的营养和药用作用。目前花青素生物合成途径已日益清楚，并已分离到大量的相关酶和基因，并获得了一批具有商业价值的转基因植物新品种

2、。本文重点介绍了花青素合成途径中关键基因的研究成果，并概述了国内外花青素基因在植物基因工程中的应用研究进展情况，同时对花青素基因的研究应用前景和发展趋势作一展望。关键词花青素;类黄酮;花色;基因工程中图分类号:Q559文献标识码:A文章编号:1673－5102(2011)05－0633－08ProgressonPlantGenesInvolvedinBiosyntheticPathwayofAnthocyanins1，21*2111SHIShao-ChuanGAOYi-KeZHANGXiu-HaiSUNJ

3、ia-QiZHAOLing-LiWANGYe(1．CollegeofLandscapeArchitecture，BeijingForestryUniversity，Beijing100083;2．BeijingResearchCenterofAgro－Biotechnology，BeijingAcademyofAgricultureandForestrySciences，Beijing100097)AbstractAnthocyanins，responsibleforaseriesofflowercolo

4、rchangesfromredtoblueinmostplants，aretheprincipalpigmentinflowerswithimportantnutritionalandmedicalusages．Atpresent，thebiosyntheticpathwayofanthocyaninsisunderstoodcontinuously，andmanyenzymesandgenesareobtained．Alotofnewtransgenicplantswithcommercialvalue

5、shavebeencreated．Inthispaper，thecurrentadvancesinresearchofkeygenesinthebiosyntheticpathwayofanthocyaninsarebrieflyreviewedandtheprogressontheapplicationofthesegenesinplantgeneticengineeringisdiscussed．Prospectivesofthestudyontheanthocyaninsgenesareelucid

6、atedintheend．Keywordsanthocyanins;flavonoids;flowercolor;geneticengineering自然界中的花色素主要有三大类群:类黄酮基因已经应用于植物基因工程，并获得了一批具有类、类胡萝卜素类和生物碱类。其中花青素属于类商业价值的转基因植物新品种。本文概述了花青黄酮类色素，为水溶性的植物次生代谢物质，主要素合成代谢途径中关键基因的研究成果，并对近年以糖苷的形式积累在植物液泡中，是构成植物花和来国内外在植物基因工程中的应用研究进展作了果实颜色的主要色素

7、之一。花青素对于植物具有相关介绍，为今后进一步研究花青素基因提供参考多种生理功能，例如吸引昆虫传粉，抵御低温和紫借鉴。［1］外线伤害，以及防治植物病害等。此外，花青素1植物花青素的种类及合成代谢途径是一种安全的天然食用色素，同时是一类强效的自由基清除剂，具有抗氧化衰老、抗突变、抵御低温和植物花青素合成代谢途径是类黄酮途径的一紫外线伤害等多种生理功能，有预防和治疗100多个分支途径，由通过细胞色素单加氧酶P450固［2］［3］种疾病的作用。因此，花青素在花色改良、食定在内质网上的多酶复合体催化完成，目前其［

8、4］品、医疗保健品和作物改良等方面具有重要的研究途径已研究得较为清楚，大致可分为三个阶段价值。目前花青素合成代谢途径已研究清楚，相关(图1)。基金项目:国家863项目(2008AA10Z156)资助第一作者简介:石少川(1986—)，男，硕士研究生，从事园林植物分子育种研究。*通讯作者收稿日期:2011－03－16634植物研究31卷图1花青素生物合成途径PAL．苯丙氨酸裂解酶;C4H．肉桂酸羟化酶;4CL．4-香豆酰CoA连