5种野牡丹属植物花色素成分及影响花色呈色因子分析

为明确野牡丹属(Melastoma L.)植物花瓣的色素成分和呈色机理,为花色育种提供参考。以野牡丹(M.candidum)、白花野牡丹(M.candidum f.albiflorum)、印度野牡丹(M.malabathiricum)、白花印度野牡丹(M. malabathricumvar.alba)、毛稔(M.sanguinrum)5种野牡丹属植物材料,采用目测法、RHSCC比色法和色差仪测定花瓣表型,应用化学显色法、紫外分光光度法对花色素成分及含量进行初步分析与测定,通过徒手切片组织切片法观察花瓣表皮细胞的显微结构和分布特点,测定花瓣pH值、可溶性糖及可溶性蛋白含量等生理指标分析对花色的影响。结果显示,野牡丹属植物花瓣不含叶绿素和类胡萝卜素,紫罗兰色系主要含花青素苷和黄酮类化合物,白色系主要含黄酮类化合物。野牡丹和毛稔花色素分布于上、下表皮,印度野牡丹花色素分布于上、下表皮和栅栏组织,白花野牡丹和白花印度野牡丹花瓣没有发现色素积累;紫罗兰色系野牡丹上表皮细胞呈圆锥形突起,白色系野牡丹上表皮细胞呈不规则的扁平状,它们下表皮细胞全呈不规则的扁平状。野牡丹属植物花色明度L*随花瓣颜色变深而降低,明度L*与红度a*呈极显著负相关、与蓝度b*呈极显著的正相关。花瓣中花青素苷含量与其明度L*和蓝度b*呈显著负相关,pH值与花瓣红度a*呈现显著的负相关。研究表明,野牡丹属植物花色主要由花青素苷决定,花青素苷含量、色素分布、上表皮细胞形状等是引起花色呈现多样的主要因子。     

《植物杂志》:研究发现一种蛋白质可增加花青素含量

<正>花朵的缤纷色彩、果实的艳丽颜色,主要是由花青素决定的。日本研究人员日前对牵牛花进行研究后发现,有一种蛋白质能够增加花青素含量。这一发现有望促进开发出更加艳丽的花卉和水果品种。花青素属于水溶性色素,是构成花瓣和果实颜色的主要色素之一,含量越高颜色越鲜艳。牵牛花中的花青素可使其呈现深紫色或者深蓝色。不过,牵牛花非常容易发生突然变异,导致花青素减少,所开花朵的颜色变淡。日本自然科学研究机构基础生物学研究所的研究人员在新一期英国《植物杂志》上报告说,他们将花色很淡的牵牛花基因与花色很深的牵牛     

花儿为什么有不同的颜色

花儿为什么有不同的颜色花儿之所以五彩纷呈,有它的物质基础,那就是花青素。在植物的花或观叶植物的组织细胞液中,都含有一种由可溶性葡萄糖变来的花青素。这种花青素物质呈酸性时,为红色,而且酸性愈裂,色彩愈红,如野蔷薇和一串红。当它呈碱性时,花青素为蓝色,如...     

环境因子调控植物花青素苷合成及呈色的机理

花青素苷（anthocyanin）是决定被子植物花、果实和种皮等颜色的重要色素之一。花青素苷的合成与积累过程往往与植物发育过程密切相关,由内外因子共同控制。环境因子通过诱导植物体内花青素苷合成途径相关基因的表达来调控花青素苷的呈色反应。该文追踪了国内外相关研究,认为光是影响花青素苷呈色的主要环境因子之一,光质和光强均能在一定程度上影响花青素苷的合成,其中光质起着更为关键的作用;低温能诱导花青素苷的积累,高温则会加速花青素苷的降解;不同的糖类物质均能影响花青素苷的合成,大部分结构基因和调节基因的表达均受糖调控。关于花发育与花青素苷呈色的关系、观赏植物花色对环境因子的响应以及花青素苷抵御逆境的机理尚待深入研究。因此,综合考察花发育与植物花青素苷合成及其呈色之间的关系,特别是光周期对花发育的影响导致花青素苷合成及呈色的机理是花色研究的一个重要课题。利用环境因子调控花色将会极大地提高花卉的观赏价值。     

环境因子调控植物花青素苷合成及呈色的机理

花青素苷(anthocyanin)是决定被子植物花、果实和种皮等颜色的重要色素之一。花青素苷的合成与积累过程往往与植物发育过程密切相关, 由内外因子共同控制。环境因子通过诱导植物体内花青素苷合成途径相关基因的表达来调控花青素苷的呈色反应。该文追踪了国内外相关研究, 认为光是影响花青素苷呈色的主要环境因子之一, 光质和光强均能在一定程度上影响花青素苷的合成, 其中光质起着更为关键的作用; 低温能诱导花青素苷的积累, 高温则会加速花青素苷的降解;不同的糖类物质均能影响花青素苷的合成, 大部分结构基因和调节基因的表达均受糖调控。关于花发育与花青素苷呈色的关系、观赏植物花色对环境因子的响应以及花青素苷抵御逆境的机理尚待深入研究。因此, 综合考察花发育与植物花青素苷合成及其呈色之间的关系, 特别是光周期对花发育的影响导致花青素苷合成及呈色的机理是花色研究的一个重要课题。利用环境因子调控花色将会极大地提高花卉的观赏价值。     

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。     

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。     

万紫千红的世界

正我们常常用"万紫千红"或"姹紫嫣红"来形容花色的艳丽和多彩。花朵作为植物最美丽的部位,可以呈现出几乎所有的颜色。就连黑色的花,虽然极为罕见,但是在自然界中也是存在的。不过,花色虽然千变万化,在背后起作用的色素种类却不太多,如果按照化学结构来分的话,基本都只属于四五类化合物,其中最主要的两类是类胡萝卜素和花青素。类胡萝卜素主要负责呈现黄、橙、红色调,而花青素则负责呈现红、紫、蓝色调。     

植物花色的表现机理

从植物花色表现的化学机制、解剖学和光学机制、生理学机制以及基因控制或病毒侵染等方面阐述了植物花色的机理。花色素的存在及其变化是植物花色表现的化学机制,色素在花瓣中的空间分布及其对光的作用是花色表现的解剖学和光学机制,细胞液pH值、花发育阶段和植物激素是花色表现的植物生理学机制,基因控制或病毒侵染引起花色变异。     

蓝色花的形成机制

花色是花卉的一个重要特性,自然界中花卉颜色种类繁多,但却普遍缺少蓝色系的花。如具有梦幻般色彩的蓝色月季的市场需求很强烈,但目前还没有育成真正的蓝色月季。蓝色花花色素的结构和形成机理以及使花显蓝色的基因工程研究一直是近年来的研究热点。笔者就蓝色花的形成机制做一简单介绍。植物的花色(flower color)广义是指显花植物花器官中一切花瓣状结构的颜色,狭义仅指花瓣的颜色。植物花色是多种因子协同作用的结果,但在根本上是因为特定色素在花瓣细胞中的存在。蓝色花的色素苷类型主要是飞燕草色素苷及其衍生物,即3′,5′-羟基花     

高产花色苷玫瑰茄细胞系的筛选

花色苷在植物中呈现粉红、红、紫红、紫等颜色,可以用作食品、药品及化妆品的着色剂,亦有药用价值。作为食品添加剂,颜色较合成色素自然,且安全无毒性。早在１９８７年,Ｍｉｚukami^[1]就建议用植物细胞培养物生产花色苷类代替合成色素。所有的植物培养细胞都是异源性的。各细胞之间产花色苷的能力相差很大^[2].因为产花色苷的细胞系带有颜色标记,所以容易识别并通过肉眼选择即可获得高产花色苷的细胞系。筛选的方法很多,如平板饲喂法^[3]、小细胞团法^[4]、细胞块法^[5]、肉眼观察直接挑选法及细胞分栋器法^[6]等。高产系花色苷的含量可增加几倍到几十倍,而且产量稳定。本文采用平板法及小细胞团法筛选高产花色苷的玫瑰茄(Hibiscus sabdariffa L.)细胞系。     

植物花青素生物合成相关基因的研究及应用

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。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。     

三色(Bougainvillea peruviana‘Thimma’)在转录水平的甜菜色素和类黄酮积累比较

Bougainvillea peruviana‘Thimma’属于三角梅属,该属植物积累甜菜色素而不是像绝大多数高等植物一样积累花青素。该材料特征同株出现3种颜色：白色、洋红色和白/洋红相间。本研究首次使用3种花色特征的花序（红色Yp、混合色的Ym、白色Yw）作为研究材料进行高通量测序。并通过real-time PCR方法对探测到的花色代谢基因进行验证。共获得平均长度为616 bp的73 325条基因。3种材料的差异显示基因（DEGs）中有327个被注释到甜菜色素合成基因,308个被注释到类黄酮合成基因,466个被注释到花青素合成基因。我们选出8个基因：4个甜菜色素合成基因（PPO,CYP76AD1,cDOPA-5-GT,DODA）和4个花青素合成基因（FLS,DFR,LDOX,3-GT）进行验证。其中,4个甜菜色素合成基因在3种花色材料中的表达较好的正相关于甜菜色素含量。花青素合成途径末端的3个基因（DFR,LDOX,3-GT）在B.peruviana中首次被验证。real-time PCR的验证结果很好的吻合转录组测序的结果。同时,B.peruviana也提供了一个很好的三角梅属植物的生理、生化和分子生物学研究的工具,有效的摒除其他生物学干扰。     

三色(Bougainvillea peruviana ‘Thimma’)在转录水平的甜菜色素和类黄酮积累比较（英文）

Bougainvillea peruviana‘Thimma’属于三角梅属,该属植物积累甜菜色素而不是像绝大多数高等植物一样积累花青素。该材料特征同株出现3种颜色:白色、洋红色和白/洋红相间。本研究首次使用3种花色特征的花序(红色Yp、混合色的Ym、白色Yw)作为研究材料进行高通量测序。并通过real-time PCR方法对探测到的花色代谢基因进行验证。共获得平均长度为616 bp的73 325条基因。3种材料的差异显示基因(DEGs)中有327个被注释到甜菜色素合成基因,308个被注释到类黄酮合成基因,466个被注释到花青素合成基因。我们选出8个基因:4个甜菜色素合成基因(PPO,CYP76AD1,c DOPA-5-GT,DODA)和4个花青素合成基因(FLS,DFR,LDOX,3-GT)进行验证。其中,4个甜菜色素合成基因在3种花色材料中的表达较好的正相关于甜菜色素含量。花青素合成途径末端的3个基因(DFR,LDOX,3-GT)在B.peruviana中首次被验证。real-time PCR的验证结果很好的吻合转录组测序的结果。同时,B.peruviana也提供了一个很好的三角梅属植物的生理、生化和分子生物学研究的工具,有效的摒除其他生物学干扰。     

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。     

高等植物二氢黄酮醇4-还原酶基因研究进展

花青素苷是影响植物花瓣呈色的重要色素,而花色是决定花卉观赏价值和商业价值的一个重要因素。在花青素苷的生物合成过程中,二氢黄酮醇4-还原酶（DFR）是花青素苷生物合成下游途径中的第一个关键的酶。因此,DFR在高等植物花色的形成过程中发挥极其重要的作用,是形成花青素苷的一个非常重要的调控点。DFR对3种二氢黄酮醇底物具有选择特异性,但决定DFR底物特异性的分子机制目前仍不十分清楚。该文简单概述了花青素苷生物合成途径及其转录调控机制,并结合作者的工作重点综述了DFR的底物特异性以及克隆的DFR基因在植物基因工程中的应用。     

花色苷对高等植物器官颜色的决定及其影响因素

综述了花色苷对高等植物器官颜色的决定作用及其影响因素的研究进展。花色苷本身的呈色属性、液泡定位及其在植物器官中的非均一性分布决定了花色苷能赋予植物器官颜色。花色苷单体和聚合体分子结构及其变化的多样性,以及花色苷合成与植物生长发育阶段的相关性决定了植物器官颜色的多样性。温度、光、水和矿质通过影响花色苷在液泡中的积累量而制约植物器官色度,液泡pH、氧化剂和还原剂通过影响花色苷的分子结构变化而制约植物器官色相。同时,细胞形状也通过影响花色苷的光学属性而制约器官颜色的变化。最后,还对植物器官颜色的机理和人工改良研究进行了展望。     

梅花‘南京红’花色色素花色苷的分子结构

经特殊颜色反应、纸层析、紫外 -可见光谱、高效液相色谱、气相色谱和核磁共振波谱分析表明 :梅花‘南京红’花色色素的 3种主要花色苷分别是 :花青素 3 氧 (6″ 氧 α 吡喃型鼠李糖基 β 吡喃型葡萄糖 )苷 ,花青素 3 氧 (6″ 氧 没食子酰 β 吡喃型葡萄糖 )苷和花青素 3 氧 (6″ 氧 反式阿魏酰 β 吡喃型葡萄糖 )苷。花青苷在根本上决定着‘南京红’的粉红色花色 ,并可能强化‘南京红’的耐寒能力 ,也奠定了开发和利用该种花色色素的基础。     

可视安全标记花青素合成途径相关基因在植物转化研究中的应用进展

近年来有关转基因产品可能带来的环境和食品安全问题的争论多集中在作为标记基因的抗生素抗性基因以及抗除草剂基因的广泛使用。因此寻找安全、有效的标记基因替代上述有争议标记基因就显得十分必要和紧迫。花青素合成酶类及其合成调控因子可以控制植物体内的色素合成,一些转化研究已证明其转化体表型发生了颜色改变。加之花青素类物质是一些天然色素,对人类有利而无害,可以利用花青素的这些特点,将花青素合成酶类及其调控因子基因作为一类可视化、安全和有效的标记基因来转化植物。本文就可视安全标记花青素合成酶类基因及其调控基因在植物转化研究中的应用进展进行了简要介绍,以期为提高标记基因的安全性提供参考。     

花儿缘何红与香

一般地说 ,花冠的颜色很美丽 ,为什么花会有各种不同的颜色呢 ?花的颜色主要是由花瓣里的色素决定的。色素的种类繁多 ,其中最重要的是类黄酮和类胡萝卜素。目前 ,已发现的类胡萝卜素有 80种以上 ,不同种类的类胡萝卜素 ,有的能使花显出黄色 ,如黄玫瑰 ;有的可以使花显出红色 ,如红郁金香 ;有的可以使花显出桔红色 ,如金盏花。已鉴定出来的类黄酮有五六百种之多 ,花青素是其中的重要成员。花青素存在于花瓣细胞内 ,在酸性溶液中呈现红色 ,在碱性溶液中呈现蓝色 ,在中性溶液中呈现紫色。花色的浓淡与花青素和类胡萝卜素的含量多少有关 ,而花…