欧报春(Primula vulgaris)不同花色与色素关系及花色遗传初步分析

为了掌握欧报春各花色遗传规律服务于良种生产,通过对欧报春各色花进行色素吸收光谱和薄层层析分析,进行不同花色杂交研究,分析了欧报春各色花所含色素类型及各花色遗传规律。结果显示欧报春群体含多种花色素,单株也可含有多种花色素,形成多变的粉色、红色及蓝色花。黄色深浅主要由类胡萝卜素含量决定。白色对粉色及黄色为隐性遗传,黄色、粉色为显性遗传并有数量遗传特征,黄色与粉色独立遗传。蓝色为多基因控制的隐性遗传,并具有数量遗传特征。     

花色与色素

花色与色素苏焕然（哈尔滨师范大学生物系,１５００８０）栾宏＃（黑龙江富裕县教委）１色素的种类花色和色素的种类都非常多,科学家把各种色素分成类胡萝卜素,类黄酮和花青素三大类。类胡萝卜素是含有红色,橙色及黄色在内的一大类色素类群。不仅花瓣中含有这类色素,...     

菊花花色遗传及花色嵌合体发现

对开黄花菊花和开白花菊花材料分别和开红花菊花材料进行了正反交,结果表明,花色遗传比较复杂, 在以红花材料作为母本组合中表现为比较明显的偏母性遗传特征,而以黄花和白花材料为母本则不表现偏母性特征;除此之外,菊花花色遗传还表现出不完全显性和镶嵌显性的特点。在黄花材料3501和红花材料3509所得到杂种中发现了2个分枝出现花色嵌合体的现象,该嵌合体特征是花一边为红色,而另一边则出现镶嵌显性的现象。染色体分析表明,不同颜色嵌合体花瓣的染色体数目都是36条,因此,实验所得到的花色嵌合体不是由染色体数目变化造成的,而有可能是转座子插入影响色素合成基因造成的。     

滇西北特有植物蓝果杜鹃的花色多态性研究?

蓝果杜鹃( Rhododendron cyanocarpum)为大理苍山特有的濒危植物,有粉色和白色两种花冠类型。为了探讨该物种花色多态性的意义,本研究调查了粉色花和白色花植株在已知的各居群的分布频率、花冠的反射光谱及其它的花部特征、有效传粉者及其访花频率与结实情况。结果表明：粉色花植株在所有调查的居群中占优势(77％~100％)。粉色花的花冠反射光谱在430 nm和650 nm有两个峰,而白色花只在430 nm有一个反射峰。同时,花特征如：花柱与柱头颜色、花冠长度、花萼长度、花梗长度以及雌雄蕊最短距离,两种花冠存在显著差异。另外,尽管熊蜂作为这两种花冠的主要传粉者,但粉红花的访花频率以及自然条件下的结实情况显著高于白色花。本研究结果推测粉红色花可能受到了稳定性选择的作用。     

滇西北特有植物蓝果杜鹃的花色多态性研究(英文)

蓝果杜鹃(Rhododendron cyanocarpum)为大理苍山特有的濒危植物,有粉色和白色两种花冠类型。为了探讨该物种花色多态性的意义,本研究调查了粉色花和白色花植株在已知的各居群的分布频率、花冠的反射光谱及其它的花部特征、有效传粉者及其访花频率与结实情况。结果表明:粉色花植株在所有调查的居群中占优势(77%~100%)。粉色花的花冠反射光谱在430 nm和650 nm有两个峰,而白色花只在430 nm有一个反射峰。同时,花特征如:花柱与柱头颜色、花冠长度、花萼长度、花梗长度以及雌雄蕊最短距离,两种花冠存在显著差异。另外,尽管熊蜂作为这两种花冠的主要传粉者,但粉红花的访花频率以及自然条件下的结实情况显著高于白色花。本研究结果推测粉红色花可能受到了稳定性选择的作用。     

山樱花品种间花色差异的代谢组学研究

山樱花是世界著名的观花类植物，花色是其最重要的观赏特征。为探究影响山樱花品种间花色差异的代谢通路及关键代谢产物变化，该文利用LC-MS/MS技术对白色、绿色和粉色的山樱花品种进行花青素靶向代谢组学比较分析。结果表明：(1)共检测到42种花青素物质，主要包含矮牵牛素、飞燕草素、黄酮类化合物、锦葵色素、芍药花素、矢车菊素、天竺葵素和原花青素8种物质。(2)差异代谢花青素25种，包括11种下调、14种上调，其中有7种花青素在粉色花瓣中显著富集。(3)KEGG通路注释发现差异代谢物在花青素生物合成通路中显著富集，结合聚类结果发现矮牵牛素-3-O-葡萄糖苷是山樱花品种间花色差异产生的关键代谢物。该研究揭示了山樱花花色差异的代谢机理，为后续山樱花花色分子调控机制研究提供了一定的理论依据，也为新品种花色改良和选育提供了一定的科学参考。     

香雪兰花瓣的花色苷组成

为研究不同品种香雪兰的花色苷组成、含量及与花色表型之间的关系,阐明香雪兰花色形成机理,该研究以不同花色的香雪兰(Freesia hybrida) 11个品种为材料,采用英国皇家园艺学会比色卡(RHSCC)和色差仪进行花色描述,利用特征颜色反应初步确定色素类型,通过pH示差法测定花瓣中总花色苷的含量,进而利用UPLC-Q-TOF-MS技术分析各品种花瓣中花色苷种类和相对含量。结果表明:11个所选品种涵盖香雪兰四大色系,即白色系、黄色系、红色系、蓝紫色系;所选品种都含有黄酮类化合物,不含或含有极低量的类胡萝卜素,除‘White River’‘Fragrant Sunburst’‘Gold River’‘Tweety’外,均含有花色苷;‘Red Passion’花瓣中总花色苷含量最高,最低是‘Lovely Lavender’,其含量仅为‘Red Passion’的24%;在香雪兰花瓣中共检测出10个花色苷组分,分别为飞燕草-二葡萄糖苷、矢车菊素-二葡萄糖苷、矮牵牛素-二葡萄糖苷、飞燕草素-3-O-葡萄糖苷、矢车菊素-3-O-葡萄糖苷、芍药素-二葡萄糖苷、锦葵素-二葡萄糖苷、矮牵牛素-3-O-葡萄糖苷、芍药素-3-O-葡萄糖苷、锦葵素-3-O-葡萄糖苷;红色系品种‘Red Passion’和‘上农红台阁’花瓣中主要成分为矢车菊素类化合物,蓝紫色系品种‘Pink Passion’‘Castor’‘上农淡雪青’和‘上农紫玫瑰’花瓣中主要成分为矮牵牛素类和锦葵素类化合物,‘Lovely Lavender’花瓣仅含飞燕草素类化合物。研究表明不同品种香雪兰花瓣颜色的呈现与花色苷种类有关,花瓣着色程度则与花瓣中花色苷总含量成正比。该研究结果为新品种培育、花色改良和育种工作提供理论依据。     

丽格海棠花青素苷成分及分布对花色的影响

以红色、红心白边、粉红、玫红、黄色、黄心红边、浅粉和白色8种花色丽的格海棠花瓣为试验材料,采用目视测色法、RHSCC比色法和色差仪测定花瓣表型,通过组织切片法观察花瓣色素细胞的显微结构和分布特点,采用双光束紫外-可见光分光光度计和高效液相色谱-电喷雾离子化-质谱连用技术(HPLC-ESI-MS)测定分析花瓣中花青素苷的成分和含量,为探讨丽格海棠花色的呈色机理和花色育种提供参考。结果显示:(1)丽格海棠的明度L*随花瓣颜色变深而降低,红度a*则表现出相反趋势,红度(a*)和彩度(C*)值与明度(L*)呈显著负相关关系,且a*和C*是影响L*的主要因素。(2)红花品种花瓣色素主要分布于上表皮细胞和海绵组织中;红白花品种花瓣色素主要分布于上下表皮中,且下表皮积累量更多;粉色花和玫红花品种花瓣色素主要分布于上下表皮细胞;黄红花和粉白色花品种花瓣上表皮中含有少量色素,而黄花和白花品种花瓣几乎没有色素积累。各花色丽格海棠花瓣上表皮细胞均为圆锥形,且红花和红白花品种锥形化程度最高,它们花瓣下表皮细胞均呈扁平的长方形。(3)8个丽格海棠品种花瓣中共检测出15种花青素苷,其中10种为芍药素苷,3种为矢车菊素苷,1种为锦葵素苷,1种为飞燕草素苷,酰化花青素苷占多数;红花品种花瓣中总花青素苷含量最高,玫红花品种次之,黄花和白花品种中未检出;除粉红花品种外,其余含花青素苷的品种中芍药素苷含量最高,均占总花青素苷含量的50%以上,是花瓣的主要呈色物质。(4)丽格海棠花瓣中总花青素苷含量与其红度(a*)、彩度(C*)值呈正相关关系、与其L*值呈负相关关系。研究表明,花青素苷的积累有利于丽格海棠花瓣红色化,并影响其花瓣彩度(C*)及明度(L*);色素分布细胞数量和上表皮细胞锥形化明显影响花瓣呈色,且花瓣主要的呈色物质为芍药素苷,酰基化修饰可能影响其明度。     

一种花色突变雄性不育油菜的发现

在甘蓝型油菜杂交种C022(其母本为由3对基因控制育性的隐性细胞核雄性不育系9012A)不育株开放受粉的后代中,发现一种稀有的黄白双色嵌合花瓣的甘蓝型油菜突变体991S。其具有3个形态特征:(1)4片花瓣每片中央均为条带状黄色色斑,而两侧为白色,为嵌合双色花瓣;(2)4片花萼也可发生中间条带状白化;(3)目前只在不同群体的雄性不育株中出现,与同源的黄色花不育株形态相似,植株纤细矮小,花器也较小,花瓣较为平整,雌蕊弯曲,雄蕊退化,花药干缩。通过对其材料来源及后代花色表型分析,初步认为黄白双色性状由可局部表达的隐性白化基因控制。     

植物花瓣呈色机理及花色分子育种

植物花瓣呈色的主要化学物质包括类黄酮/花青素苷、类胡萝卜素和甜菜色素。其中类黄酮/花青素苷是分布最广泛的色素,决定大多数植物花瓣的呈色;类胡萝卜素在一些植物黄色至橙红色花瓣中起着作用;而甜菜色素主要存在于石竹目植物,包含甜菜红素和甜菜黄素。目前,关于色素生物合成的分子网络已被解析,主要由一系列结构基因控制;一些与色素合成相关的调控因子在很多植物中被鉴定发现。另外,基于外源基因表达或内源基因编辑的分子育种在一些观赏植物的花色改良中被成功应用。本文系统性总结了植物中3种类型色素合成的分子基础、调控机制及分子育种应用等方面的研究进展;将有助于提高我们对植物色素合成分子调控网络的认识,并以期为今后开展花色分子设计育种提供理论支持。     

基于花青素代谢培育蓝色花卉的研究进展

花色是植物吸引昆虫传播花粉的主要因素,对于植物在自然界的生存必不可少,也是观赏植物最重要的性状之一。在蓬勃发展的花卉产业中,色彩各异花卉的培育,可以弥补自然花色的匮乏,但是令人垂涎的蓝色花比较难培育。花色的多样性主要是由花青素及其衍生物的种类和含量等因素决定的,飞燕草色素的合成是形成蓝色花的关键因素,许多植物体内缺少合成飞燕草色素的结构基因。近年来,利用基因工程技术培育蓝色花的研究也时有报道。文中以常见的观赏植物为例,基于花青素代谢调控,从影响飞燕草色素合成的关键因素和不同分子改良途径培育蓝色花等几个方面对植物花朵呈色的机制进行了综述,并展示不同分子育种策略可能在其他领域的应用,为其他植物或经济作物的色泽改良如彩色棉蓝色纤维的培育等提供参考和技术支持。     

Flower Color Modification by Engineering of the Flavonoid Biosynthetic Pathway: Practical Perspectives

The status quo of flavonoid biosynthesis as it relates to flower color is reviewed together with a success in modifying flower color by genetic engineering. Flavonoids and their colored class compounds, anthocyanins, are major contributors to flower color. Many plant species synthesize limited kinds of flavonoids, and thus exhibit a limited range of flower color. Since genes regulating flavonoid biosynthesis are available, it is possible to alter flower color by overexpressing heterologous genes and/or down regulating endogenous genes. Transgenic carnations and a transgenic rose that accumulate delphinidin as a result of expressing a flavonoid 3′,5′-hydroxylase gene and have novel blue hued flowers have been commercialized. Transgenic Nierembergia accumulating pelargonidin, with novel pink flowers, has also been developed. Although it is possible to generate white, yellow, and pink-flowered torenia plants from blue cultivars by genetic engineering, field trial observations indicate difficulty in obtaining stable phenotypes.     

Genetic engineering of flavonoid pigments to modify flower color in floricultural plants

Recent advances in genetic transformation techniques enable the production of desirable and novel flower colors in some important floricultural plants. Genetic engineering of novel flower colors is now a practical technology as typified by commercialization of a transgenic blue rose and blue carnation. Many researchers exploit knowledge of flavonoid biosynthesis effectively to obtain unique flower colors. So far, the main pigments targeted for flower color modification are anthocyanins that contribute to a variety of colors such as red, pink and blue, but recent studies have also utilized colorless or faint-colored compounds. For example, chalcones and aurones have been successfully engineered to produce yellow flowers, and flavones and flavonols used to change flower color hues. In this review, we summarize examples of successful flower color modification in floricultural plants focusing on recent advances in techniques.     

矮牵牛新种质的花色表型及花色素分析

以27个上海交通大学自育矮牵牛新种质为研究材料,对花色这一重要观赏性状及其花色素进行了系统研究。用RHSCC比色和色差仪测色方法描述了矮牵牛的花色表型,通过特征显色反应初步判断了矮牵牛的花色素类型,以标准曲线法和pH示差法等方法测定了矮牵牛3类花色素的含量。研究表明：这27个矮牵牛种质的花色可归于5个色系,以紫红色和红色为主;矮牵牛花色在CIELab表色系统中分布较广,而且不同色系花色参数的区分度较大。矮牵牛花瓣中含有类黄酮和花色苷,不含或含少量类胡萝卜素。13个被测种质的花瓣类黄酮含量在2.5～12.2 mg·/g–1 ·FW之间,花色苷含量在0.08～3.88 mg·g–1 FWmg/g·FW之间,而类胡萝卜素在矮牵牛花瓣中含量很低,远远低于类黄酮含量,在7个被测种质中,最高仅为0.216 mg·g–1 FWmg/g·FW,最低为0.004 mg·g–1 FWmg/g·FW。以上结果显示,5个色系矮牵牛所含花色素种类不尽相同,含量也有明显差异,其中紫红色系和红色系花瓣大多不含或含极少量类胡萝卜素,黄色系、白色系和紫色系花瓣的类黄酮含量较高,紫色系和紫红色系花瓣花色苷含量较高。     

Flower visitation patterns of the coexisting honey bees Apis cerana japonica and Apis mellifera (Hymenoptera: Apidae)

We compared flower visitation patterns of two coexisting honey bees, Apis mellifera Linnaeus and Apis cerana japonica Radoszkowski, on 20 plant species, including three exotics, under natural conditions in Nara, Japan, from April to August 2012. We also measured flower color based on bee color vision (15 flower species), nectar volume (nine species) and nectar concentration (eight species). Flowers colored white, pink, red, purple and cream were classified as bee‐blue‐green, and yellow was classified as bee‐green. Apis cerana visited 14 plant species and A. mellifera visited 11. Although the two Apis species are similar in morphology, they visited different plants: in particular, A. cerana visited native plant species more often than did A. mellifera. Both A. mellifera and A. cerana visited not only nectariferous flowers but also those with no nectar. We also found different visitation patterns between A. cerana and A. mellifera: Apis cerana more often visited flowers with smaller color angle (bee‐blue‐green), lower chroma and higher brightness, and flowers secreting nectars of higher concentration and smaller volume than did A. mellifera.     

花色改造基因工程

自1987年世界首例成功运用转基因技术改造矮牵牛花色以来,花色改造基因工程技术不断展现它在培育新花色品系上的无穷魅力。介绍了近年来运用基因工程技术成功改造花色的3种主要策略:(1)采用反义RNA及共抑制的方法来改变花颜色的深浅;(2)通过导入新基因产生新奇花色;(3)利用转座子构建特殊表达载体,随机激活花色合成的基因来产生嵌合花色。此外,还对转基因株花色不稳定原因进行了讨论。     

紫茉莉开花过程中花色和花色素的变化规律

紫茉莉是我国广泛分布的庭院花卉之一,具有丰富的花色。但不同花色紫茉莉在开花过程中的花色变化规律及其呈色机制还不清楚。以紫红色、黄色和白色紫茉莉为研究对象,分别通过色差仪测定法和紫外-可见分光光度法测定了不同开花时期不同花色紫茉莉花色表型及各类色素含量,探讨了其花色和色素变化规律,揭示其呈色机制。结果表明,从花蕾期到盛开期,紫红色紫茉莉花冠由淡绿色转变为紫红色,明度L^*值和色相b^*值减小,而色相a^*值、色度C^*值和色度角h值增大,叶绿素含量逐渐下降,类胡萝卜素、花色素苷和总黄酮含量逐渐升高;黄色紫茉莉花冠由淡绿色转变为黄色,盛开期具有最高的色度C^*值、色相a^*值和b^*值,整个开花过程具有较稳定的叶绿素和总黄酮含量,同时具有较高的类胡萝卜素含量;白色紫茉莉花冠由淡绿色转变为白色,过渡期具有最高的明度L^*值、色度C^*值、色相a^*值和b^*值,整个开花过程花色素苷和总黄酮含量较低,但随着开花进程逐渐升高,而类胡萝卜素含量稳定,过渡期总叶绿素含量显著低于其他2个时期。可见,不同花色紫茉莉开花过程中花色变化规律存在差异,而其差异性与其相应的色素成分变化密切相关。