羽衣甘蓝花青素合成途径结构基因的表达特性.pdf

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1、山西农业科学2014，42(4)：313—316JournalofShanxiAgricuhuralSciencesdoi：10．3969／j．issn．1002-2481．2014．04．02羽衣甘蓝花青素合成途径结构基因的表达特性张彬，尹美强，温银元，赵娟，王计平，王玉国(山西农业大学农学院，山西太谷030801)摘要：羽衣甘蓝红鸽属十字花科云薹属，因其中心部分累积了大量的花青素而呈现深紫色。为了研究其花青素生物合成的机理，以圆叶羽衣甘蓝红鸽系列和白鸽系列为试验材料，通过半定量RT—PCR方法研究

2、了花青素合成代谢途径结构基因的表达特性。结果表明，除苯丙氨酸裂解酶()和查尔酮合成酶(CHS)在红鸽和白鸽系列中的表达水平基本一致外，其他结构基因在红鸽中的表达水平要明显高于白鸽，尤其二氢黄酮醇还原酶(D脓)和花青素合成酶(ANS)，在红鸽中的表达水平显著强于白鸽；红鸽幼叶和老叶中花青素生物合成结构基因的表达水平趋于一致。另外，为了研究温度对羽衣甘蓝花青素合成的影响，通过半定量RT—PCR方法检测了室温和低温环境下生长的红鸽幼叶花青素合成结构基因的表达。结果显示，低温可以诱导CHS，黄烷酮一3一羟化酶

3、(乃日)，DFR，ANS，类黄酮一葡萄糖基转移酶(UFGT)基因的过量表达，使羽衣甘蓝红鸽经历低温后，植株中积累大量的花青素而呈现深紫色。关键词：羽衣甘蓝；花青素；低温；结构基因表达中图分类号：$635．9；Q786文献标识码：A文章编号：1002—2481(2014)04—0313-04ExpressionFeaturesoftheAnthocyaninBiosyntheticStructuralGenesinKaleZHANGBin，YINMei-qiang，WENYin-yuan，ZHAOJua

4、n，WANGJi—ping，WANGYu—guo(CoUegeofAgronomy，ShanxiAgriculturalUniversity，Taigu030801，China)Abstract：”RedDove”isamutationinkales，whichaccumulatesalargenumberofanthocyaninsinitsinteriorgivingthephynotypeofbriliantpurplecolor．Wecomparedtheexpressionofanthocy

5、aninbiosyntheticstructuralgenesin”RedDove”and”WhiteDove”．TheresultsshowedthatexceptPALandCHS，nearlyalltheanthoeyaninbiosythesicgenesshowedhigherexpressionlevelsin”RedDove”thanin”WhiteDove”，especiallyfortheDFRandANS．Inaddition，theanthocyaninaccumulationi

6、n”RedDove’’couldbestronglyinducedbythelowtemperature．TheexpressionlevelsofanthocyaninbiosyntheticgenesCHS，F3H，DFR，ANSandUFGTwereallenhancedunderlowtemperature，leadingtothepigmentationinthe”RedDove”．Keywords：kale；anthocyanin；lowtemperature；structualgenee

7、xpression羽衣甘蓝(Brassicaoleraceavar．acephalaf_tri—式植物如拟南芥、玉米、矮牵牛和金鱼草等中分离color)是一种2年生草本植物，叶片色彩变异丰富，克隆了编码花青素生物合成催化酶的结构基因：苯且外形酷似一朵盛开的牡丹，具有很高的观赏价丙氨酸裂解酶()、肉桂酸羟化酶(C4H)、查尔酮值。此外，羽衣甘蓝中富含大量的如花青素、维生素合成酶(C)、黄烷酮一3一羟化酶(丹日)、二氢黄A、维生素B、维生素c以及多种矿物质等营养物酮醇还原酶(D)和花青素合成酶(A^)嗍。

8、植物体质，因此具有相当高的食用价值，是深受西方国家中花青素的积累与相关结构基因表达水平的上升欢迎的蔬菜。羽衣甘蓝红鸽是羽衣甘蓝的一个突变密切相关【5J。另外，温度是调控植物中花青素生物合体，其植株积累了大量的花青素而呈现深紫色【，成的重要环境因子之一，低温能诱导花青素结构基是一种研究花青素生物合成调控机制的良好材料。因的表达，促进花青素在植物中的积累；反之，高温花青素(anthocyanins)主要集中在植物的液泡会抑制花青素结构基因的表达，导致花青素含