菊花不同花色品种中花青素苷代谢分析

应用高效液相色谱和多级质谱联用技术（HPLC-ESI-MSn）,分析菊花（Chrysanthemum×morifolium）白色、粉色、红色、紫色、红紫色和墨色6个色系共计82个品种中花青素苷合成过程的中间产物和最终产物,发现从白色、粉色、红色、紫色、红紫色到墨色花青素苷含量快速增加,分别为4.68、111.60、366.89、543.56、1220.36和2674.95μg·g-1,不同色系间花青素苷的含量差异显著（P〈0.01）,花青素苷含量越高花色越深;墨色菊花品种中总类黄酮含量显著高于其它花色品种（P〈0.01）,其它不同色系间总类黄酮含量差异不显著（P〉0.05）;随着菊花花色变深,从柚皮素分支到圣草酚的代谢流,以及从圣草酚分支到矢车菊素苷的代谢流比例增加。花青素苷成分分析发现：菊花中只含有矢车菊素苷类化合物。根据花青素苷代谢成分分析结果绘制了菊花中花青素苷代谢路径图,即在菊花类黄酮代谢途径中只存在矢车菊素苷代谢分支途径;菊花不同色系在柚皮素和圣草酚2个关键代谢分支点上向不同方向代谢流的分配比例不同,造成花青素苷产物含量不同,导致不同花色。以上研究结果为菊花花色改良的分子育种提供了理论依据。     

石榴类黄酮代谢产物的研究进展

石榴（Punica granatum）是一种栽培历史悠久且营养价值很高的水果, 我国已形成了河南荥阳和开封、陕西临潼、山东枣庄、安徽怀远、四川会理、云南蒙自和新疆叶城8大石榴主产区。迄今为止, 从石榴果汁、果皮和叶片中共检测出类黄酮多达33种, 其中包括6种黄烷醇、1种黄烷酮苷、2种黄酮醇、3种黄酮醇苷、3种黄酮、5种黄酮苷、1种二氢黄酮醇苷、3种花青素苷元和9种花青素苷, 这些化合物在保健食品和医疗应用中具有重要作用。该文对石榴果实、叶片和花瓣中所含类黄酮的组成、含量、检测方法及药理等方面的研究现状进行了综述, 建议今后应加强石榴果实中类黄酮的快速分析、半制备和制备分离、定量分析方法以及种质资源评价、叶和花中的活性成分鉴定等方面的研究, 以促进对石榴活性成分及其功能的深入研究和利用。     

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-...     

菊花不同花色品种中花青素苷代谢分析

应用高效液相色谱和多级质谱联用技术(HPLC-ESI-MSⁿ), 分析菊花(Chrysanthemum × morifolium)白色、粉色、红色、紫色、红紫色和墨色6个色系共计82个品种中花青素苷合成过程的中间产物和最终产物, 发现从白色、粉色、红色、紫色、红紫色到墨色花青素苷含量快速增加, 分别为4.68、111.60、366.89、543.56、1 220.36和2 674.95 μg·g^–1, 不同色系间花青素苷的含量差异显著(P<0.01), 花青素苷含量越高花色越深; 墨色菊花品种中总类黄酮含量显著高于其它花色品种(P<0.01), 其它不同色系间总类黄酮含量差异不显著(P>0.05); 随着菊花花色变深, 从柚皮素分支到圣草酚的代谢流, 以及从圣草酚分支到矢车菊素苷的代谢流比例增加。花青素苷成分分析发现: 菊花中只含有矢车菊素苷类化合物。根据花青素苷代谢成分分析结果绘制了菊花中花青素苷代谢路径图, 即在菊花类黄酮代谢途径中只存在矢车菊素苷代谢分支途径;菊花不同色系在柚皮素和圣草酚2个关键代谢分支点上向不同方向代谢流的分配比例不同, 造成花青素苷产物含量不同,导致不同花色。以上研究结果为菊花花色改良的分子育种提供了理论依据。     

莲属植物类黄酮代谢产物的研究进展

莲属(Nelumbo)植物既可药用也可食用, 其中荷叶、藕节、莲子、莲子心、莲房和莲须等皆可入药, 但药效各不相同。迄今为止, 从莲的各组织中共检测出类黄酮多达61个, 包括8个花青素苷、2个黄酮醇、29个黄酮醇苷、1个黄酮、16个黄酮苷(内含13个碳苷黄酮)和5个黄烷醇。该文对莲各组织中所含类黄酮的检测方法、组成、含量及药理等方面的研究进展进行了综述。迄今的研究结果表明, 莲中含有丰富的类黄酮化合物, 且具广泛的药理活性(如抗氧化、抗菌、抗HIV、抗动脉粥样化、提高免疫力和减肥降脂等)。这些资料不仅对今后深入研究莲各部位的类黄酮代谢物及其与药效的关系有重要意义, 而且对保健食品和中药的研发也具有重要的参考价值。     

月季红双喜花瓣变色的化学基础及比较转录组分析

月季(Rosa hybrida)花色丰富,是世界著名的观赏花卉。月季红双喜因其花瓣的变色特性而在市场上广受欢迎。该研究通过类黄酮和类胡萝卜素靶向代谢并结合转录组分析,发现红双喜的黄色花瓣呈色主要源于叶绿素、类胡萝卜素以及类黄酮的积累,红色花瓣呈色主要是花青素苷积累增加且糖苷化的结果。花青素苷合成关键基因CHI、ANS和UFGT,以及R2R3-MYB家族的AN2-like成员在红色花瓣中的强烈表达是花青素苷积累的分子基础;类胡萝卜素成分改变及相关基因的表达变化在红双喜花瓣变色过程中也起重要作用,并且miRNA156可能参与其调控过程。该研究揭示了月季红双喜花瓣变色的分子和化学基础,研究结果为观赏植物花色分子设计育种提供了重要理论依据。     

基于转录组和代谢组分析马齿苋根茎叶中类黄酮代谢

为获取马齿苋(Portulaca oleracea)类黄酮相关成分及其合成酶基因信息,该实验以马齿苋根、茎和叶为材料,进行代谢组学和转录组学联合分析,并从中选取6个差异表达基因进行qRT-PCR验证分析.结果显示:(1)代谢组分析发现,在马齿苋根、茎和叶中共获得32个类黄酮相关化合物,包括3个异黄酮、8个黄酮醇、11个...     

植物花色素代谢途径改变机理及应用

花色作为重要的观赏性状是育种工作者追求的目标.然而花色在生化和遗传上都极为复杂.很多植物呈现有限的花色范围,是因为缺乏必要的基因或者是由于酶对底物的特异性引起的.采用多种基因工程技术,例如,反义抑制、共抑制、RNAi、突变体的应用以及多基因共同导入等可以为人们提供崭新的思路和途径,改变植物花色素代谢方向,创造出自然界不存在的新花色.     

类黄酮代谢途径与棉花纤维发育

棉花纤维是最重要的天然纤维,育成五彩缤纷且品质优良的彩色棉花一直是棉花遗传育种研究的一个重要目标.类黄酮是植物重要的次生代谢物质,与色素形成相关.本文综述了类黄酮代谢途径与棉花纤维发育的研究进展:棕色棉纤维色素物质可能主要是氧化的原花青素;棉花人工驯化过程中,类黄酮代谢途径在白色棉花中下调,但白色棉花表达谱数据显示,类黄酮代谢相关基因在纤维发育过程中仍然非常活跃;一般认为,类黄酮含量与纤维品质负相关,柚皮素和二氢山柰酚可能是抑制纤维发育的主要类黄酮;类黄酮代谢和木质素代谢有共同的代谢前体,木质素代谢相关基因在纤维发育过程中也很活跃,有效调控类黄酮代谢的同时,协调木质素代谢的水平可能会促进纤维发育.     

蔷薇属植物花青素苷的测定及其对花瓣呈色的影响

通过目测法及比色卡进行表型观测并选取8种不同花色的蔷薇属植物作为研究对象,利用分光色差仪测定花色表型,采用高效液相色谱质谱联用技术对花青素苷进行定性定量分析,探讨蔷薇属植物花色与花青素苷之间的关系。结果表明,8种蔷薇属植物材料首次检测出8种花青素苷成分,分别为矢车菊素-3-（咖啡酰基）-葡萄糖苷（Cy3CafG）、矢车菊素-3-O-半乳糖苷（Cy3Gal）、芍药素-3-（咖啡酰基）-葡萄糖苷（Pn3CafG）、矢车菊素-3-（顺式-咖啡酰基）-二甲基葡萄糖苷（Cy3(cis Caf)DmG）、矢车菊素-3-（反式-咖啡酰基）-二甲基葡萄糖苷（Cy3(trans Caf)DmG）、矢车菊素-3-二甲基-葡萄糖苷（Cy3DmG）、芍药素-3-（顺式-咖啡酰基）-芸香苷（Pn3(cis Caf)Ru）、芍药素-3-（反式-咖啡酰基）-芸香苷（Pn3(trans Caf)Ru）。8种花青素苷的生物修饰类型包含半乳糖糖基化、甲基化修饰和咖啡酰基化修饰3种,这3种生物修饰类型均在蔷薇属植物中首次报道。花青素苷与CIELab参数相关性结果显示Cy3CafG、Cy3(cis Caf)DmG与花瓣红度（...     

走马胎三萜皂苷合成相关基因表达分析北大核心CSCD

走马胎是我国华南地区重要的民族药物,其体内的次生代谢物三萜皂苷具有多种药用功效。为了解三萜皂苷含量变化以及生物合成通路相关基因的调控规律,该研究对走马胎在不同组织部位以及不同外源激素处理下所呈现的表达模式进行了比较分析。结果表明:(1)三萜皂苷含量在不同组织部位间和外源激素处理下均存在显著差异,具体表现为根部组织的含量显著高于叶部组织的,而用外源水杨酸(SA)与茉莉酸甲酯(MeJA)喷施处理后其含量低于对照组(CK)。(2)对这两个差异比较组进行qRT-PCR分析结果显示,相比叶部组织,在根部组织中AkPMD、AkHDS、AkSS、AkSM以及与三萜皂苷合成相关的走马胎P450家族、UGT家族基因皆有不同程度的上调;外源SA与MeJA处理会导致合成途径上游的AkPMD、AkHDS、AkSS、AkSM上调,而下游的P450家族、UGT家族基因则有所下调。因此,通过对不同组织部位和不同外源激素处理这两种差异表达模式的比较研究,可推测在这两种表达模式下走马胎三萜皂苷的合成更多地与下游特异化修饰的酶相关。     

Isolation and characterization of anthocyanin 5-O-glucosyltransferase from flowers of Dahlia variabilis

In the cyanic flowers ofDahlia variabilis (Asteraceae), an enzyme was demonstrated which catalyzes a glucosyl group transfer from UDP-glucose to the 5 position of anthocyanidin 3-O-glucoside and 3-O-malonylglucoside. The anthocyanin 5-O-glucosyltransferase (5GT) was purified 88-fold at 8 percnt; yield by (NH₄)₂SO₄ precipitation followed by successive chromatography on DEAE-cellulose, Sephacryl S-200 and Mono P. 5GT exhibited a pH optimum at 8.0 and a pI of 4. 2. Its apparent molecular weight calculated from Sephacryl S-200 was 53 kDa. Its activity was stimulated by 2-ME and DTE but strongly inhibited by PCMB and NEM. It was slightly activated by Mg²⁺ and Ca²⁺ but strongly inhibited by Hg²⁺, Zn²⁺, Cu²⁺, Mn²⁺, Fe³⁺ and Al³⁺. No effect of EDTA was observed. The apparent Km values for cyanidin 3-O-glucoside, cyanidin 3-O-(6′′-O-malonyl)glucoside and UDP-glucose were 120 μmol/L, 75 μmol/L and 250 μmol/L, respectively. Pelargonidin 3-O-glucoside and malonylglucoside were also considerable substrates, but low relative activity was observed for delphinidin 3-O-glucoside which has yet not been found inDahlia flowers.Dahlia 5GT showed substrate specificities different from those reported forSilene, Petunia, Matthiola andPerilla. Neither ADP-glucose nor UDP-galactose could serve as glycosyl donor.     

穿心莲内酯类成分积累与生物合成的调控研究进展

穿心莲是我国重要的南药之一,其主要活性成分穿心莲内酯类成分具有清热解毒、抗菌消炎等功效,在抗HIV病毒、抗血栓、保肝等方面具有显著效果。由于其人工合成困难,通过栽培调控或育种方法增强穿心莲体内内酯类成分的生物合成对提升穿心莲药材质量具有重要意义。为给相关研究提供参考,该文综述了穿心莲内酯类成分积累与植物发育的关系,栽培措施和环境因子对穿心莲内酯类成分积累的影响,以及近十年来国内外在穿心莲内酯类成分的生物合成及其分子调控机制等方面取得的研究进展,并提出了未来在以增强穿心莲内酯类成分生物合成和提高穿心莲内酯类成分积累为目标的研究中需重点关注的3个方面:(1)深入解析穿心莲内酯的生物合成通路及关键基因的功能,从分子水平上阐明穿心莲内酯类成分积累的机制;(2)结合分子生物学方法和作物栽培学理论深入研究穿心莲生长发育与产量和质量形成的规律及相互关系;(3)揭示穿心莲内酯生物合成的信号调控网络。     

UV-B辐射对神农香菊萜类物质合成 及其相关基因表达的影响

该研究以神农香菊为材料,用强度为400μw·cm~(-2)的紫外光UV-B对其进行辐射处理,辐射时间分别为0、0.5、1、2、4 h,探讨了UV-B辐射对神农香菊萜类物质合成及其相关基因表达的影响。结果表明:(1)较短时间的UV-B辐射对神农香菊萜类物质合成相关基因表达量有明显的促进作用。与对照相比,0.5、1、2、4 h处理对相关基因表达量均有不同程度的提高;在2 h处理下HMGR、DXR、TPS、GPS基因的相对表达量达到最大值,在4 h处理下FPS和DXS的相对表达量达到最大值,其中FPS基因表达量变化最显著,为对照的69倍。(2) MVA途径中,去氢白菖烯、杜松萜烯的含量与FPS基因表达量4 h内持续上升的变化趋势保持一致,1-石竹烯与HMGR的变化趋势保持一致,表现为先升高后降低。(3) MEP合成途径中,α-侧柏酮、崖柏酮、β-侧柏酮的含量呈现与DXR、GPS、TPS基因表达量相同的变化趋势,桉树脑在UV-B辐射4 h内持续上升,与DXS基因的变化一致。由此可以推断,UV-B辐射通过影响各自途径中一些关键基因的表达量,进而影响了神农香菊萜类物质的合成量。     

天蓝色链霉菌孢子色素whiE在大肠杆菌中的异源生物合成

【目的】在大肠杆菌中完整重构孢子色素whiE的生物合成途径,分离纯化表达体系中合成的新化合物,并解析whiE的生物合成途径。【方法】构建whiE-ORFII、whiE-ORFVII和whiE-ORFI的单基因重组质粒,SDS-PAGE检测蛋白表达情况;借助Xba I与Spe I互为同尾酶的特性,实现多基因组合串联;构建好的重组质粒再导入大肠杆菌菌株BAP1中进行异源表达,并用高效液相色谱(HPLC)检测发酵产物;依次使用正相硅胶柱和反向半制备柱分离发酵产物,四级杆飞行时间质谱仪(Q-TOFMS)鉴定发酵产物分子量。【结果】whiE-ORFII、whiE-ORFVII和whiE-ORFI均获得可溶性表达;这3个基因单个串联到菌株BTw95中均未检测到新的产物生成;而whiE-ORFII和whiE-ORFVII、 whiE-ORFI和whiE-ORFVII双基因组合以及三基因组合串联到BTw95中可检测得到两种化合物ZYC-1和ZYC-2。在负离子模式下进行Q-TOFMS检测,ZYC-1的[M-H]-为419.0748,推测分子式为C_(23)H_(16)O_8;ZYC-2的[M-H]-为465.0743,推测分子式为C_(24)H_(18)O_(10)。【结论】本研究推进了孢子色素whiE生物合成途径在大肠杆菌中的异源重构,分离鉴定了2个十二酮II型聚酮化合物,并推测了孢子色素whiE的生物合成途径。     

slnN基因在盐霉素生物合成中的调控功能分析

【目的】研究盐霉素生物合成基因簇上游潜在调控基因slnN的功能。【方法】本实验利用遗传操作技术,分别对白色链霉菌出发菌株Streptomyces albus BK3-25中的slnN基因进行敲除和过表达,然后利用抑菌圈实验和发酵实验,分别检测不同衍生菌株中盐霉素生物合成产量的变化。同时利用qRT-PCR分析衍生菌株与原始出发菌株之间的结构基因表达差异。【结果】结果表明在slnN基因缺失株(slnNDM)中,盐霉素的表达水平提高了35%左右;而在slnN基因过表达株(slnNOE)中,盐霉素产量下降达43%左右。qRT-PCR分析进一步发现slnN基因缺失,会引起slnO和slnA1基因的上调;而slnN基因过表达后,一方面会下调slnO与slnA1基因的表达,另一方面引起slnT1、slnF基因上调。【结论】本研究证实slnN基因对盐霉素的生物合成具有明显的负调控作用,其机制有待进一步研究。     

裸花紫珠提取物及其主要成分抗氧化活性研究

裸花紫珠是海南一种道地药材,具有消炎止血的功效。裸花紫珠富含黄酮类和苯乙醇苷类化学成分,它们已经被证实是天然抗氧化剂的主要来源之一。为了考察裸花紫珠药材的抗氧化活性,该研究采用DPPH.自由基清除法测定裸花紫珠醇提物、4个不同极性部位(石油醚、乙酸乙酯、正丁醇、水)及其7个主要成分的抗氧化作用。结果表明：裸花紫珠醇提物、醇提物的水部位、正丁醇部位、乙酸乙酯部位和化合物木犀草素、木犀草苷、毛蕊花糖苷具有较强的抗氧化活性,而5-羟基-3,7,3′,4′-四甲氧基黄酮的抗氧化活性则较弱。该研究结果为裸花紫珠的保健功能开发提供了依据。     

甘薯IbGL3的克隆和表达分析

紫色甘薯富含花青素,具有较高的食用和药用价值。花青素的生物合成受到结构基因和调节基因的控制。bHLH(basic helix-loop-helix protein)转录因子能够调节多个花青素结构基因的表达,在花青素生物合成途径中具有重要的调控作用,但目前在甘薯中还没有关于bHLH调控花青素生物合成的相关报道。为进一步了解IbGL3基因在甘薯花青素生物合成的功能和作用机理,该研究根据甘薯转录组数据,利用RT-PCR技术在甘薯中克隆了一个2 120 bp的bHLH基因IbGL3,该基因包含一个1 878 bp的开放阅读框,编码625个氨基酸,蛋白质分子量69.08 kD,理论等电点(pI)5.20。IbGL3蛋白和其他植物中类黄酮合成相关的bHLH蛋白具有较高的同源性,都包含保守的MIR区、bHLH结构域和ACT类似结构域。系统发育进化树分析结果显示,IbGL3与其他植物类黄酮相关bHLH蛋白聚为一类,属于Ⅲf 亚类成员。表达结果显示,IbGL3基因在紫色甘薯中的表达量最高,在浅紫色甘薯中的表达量次之,在白色甘薯中表达量最低, 与花青素积累正相关,因此推测其在甘薯花青素生物合成途径中具有重要的调控作用。     

荞麦黄酮及其生物合成调控研究进展

荞麦属植物资源丰富,且富含黄酮类成分.通过文献查阅,总结了荞麦黄酮历年研究情况以及热点研究领域.荞麦黄酮研究论文最早发表于1952年,在1952—1999近五十年的时间内,荞麦黄酮的研究论文较少,年发文量少于10篇,荞麦黄酮的研究处于起步阶段.自2000年后,荞麦黄酮逐渐获得更多研究学者的关注,年度发文量逐年上升.近年...