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。     

蓝亚麻花瓣中类黄酮化合物及代谢途径分析

花色是观赏植物重要的观赏性状之一,而类黄酮是其主要的呈色物质。该研究以蓝亚麻花瓣为研究对象,将蓝亚麻开花过程分为5个阶段,并用高效液相色谱—光电二极管阵列检测技术(HPLC-PAD)和高效液相色谱—电喷雾离子化—质谱连用技术(HPLC-ESI-MS)分析不同开花阶段花瓣中类黄酮化合物的成分和含量。结果表明:蓝亚麻花瓣中积累飞燕草素苷、矢车菊素苷和锦葵素苷,未检测到天竺葵素苷,其中以酰基化的飞燕草素苷为主要呈色物质;而总花青素苷含量在第2阶段达到最高。根据花青素苷终产物和类黄酮中间代谢产物推定了蓝亚麻花瓣中类黄酮代谢途径,其中以F3'5'H所引导的分支途径占优势,其主要原因可能是F3'5'H酶活高于F3'H。     

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。     

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（...     

玫瑰茄培养细胞中花色苷积累的代谢调节

调整培养基组成是提高玫瑰茄（ＨｉｂｉｓｃｕｓｓａｂｄａｒｉｆｆａＬ．）培养细胞花色苷产量的有效途径之一。改变Ｂ５培养其中钙、锰、铜等离子的浓度,增加了培养细胞花色苷的积累量,其中又以锰离子最为有效。其浓度为６＊１０＾４ｍｏｌ／Ｌ时,花色苷磁量达０．３４１ｇ／Ｌ,是对照的２．８２倍。     

耐寒睡莲花瓣中花青素苷组成及其与花色的关系

睡莲(Nymphaea spp.)为多年生水生观赏花卉。以耐寒睡莲不同花色的119个栽培品种为材料, 利用高效液相色谱(HPLC-DAD)和液质联用技术(HPLC-ESI-MSⁿ)测定了其花瓣中的花青素苷成分。采用英国皇家园艺学会比色卡(RHSCC)和国际照明委员会(CIE)制定的CIEL^*a^*b^*表色系统测量了57个品种的花色, 运用多元线性回归方法分析花色与花青素苷组成之间的关系。结果表明: 耐寒睡莲花瓣中含有14种花青素苷, 其中飞燕草素-3-半乳糖-5-乙酰-半乳糖苷(Dp3Ga5acetylGa)、飞燕草素-3-鼠李糖-(1→2)-半乳糖苷(Dp3Rh(1→2)Ga)、矢车菊素-3-半乳糖-(1→2)-半乳糖苷(Cy3Ga(1→2)Ga)、矢车菊素-3-乙酰-半乳糖-(1→2)-半乳糖苷(Cy3acetylGa(1→2)Ga)、矢车菊素-3-没食子酰-半乳糖苷(Cy3galloylGa)、飞燕草素-3-乙酰-葡萄糖苷(Dp3acetylG)、飞燕草素-3-葡萄糖苷(Dp3G)和矢车菊素-3-半乳糖-半乳糖-半乳糖苷(Cy3GaGaGa)8个组分在耐寒睡莲中为首次报道。Dp3Ga、Dp3galloylGa、Cy3Ga(1→2)Ga和Cy3galloylGa是决定耐寒睡莲呈色的关键花青素苷。     

葡萄花青素苷生物合成研究进展

花青素苷是一类重要的天然色素物质,是植物主要呈色物质之一,并在人类健康保护方面发挥越来越重要的作用。同时,它又是一类复杂性状,不仅与遗传基因相关,还与外界温度、湿度、光质及栽培措施等因素息息相关。葡萄花青素苷是近年来花青素苷研究的热点,主要从葡萄花青素苷的结构多样性和合成途径等方面展开简要综述,以期为葡萄花青素苷复杂性状的遗传机理和调控作用机制与分子育种及葡萄优质早熟栽培研究上提供有益的信息。     

植物花青素苷生物合成及调控的研究进展

花青素苷( anthocyanin)是植物新陈代谢过程中产生的类黄酮物质,决定被子植物花、果实、种皮、茎、叶和根等的颜色,具有重要的营养价值和药理作用.近年来关于花青素生物合成途径的研究已取得突破,综述了植物花青素苷基因研究现状和发展趋势,包括植物花青素生物合成途径、参与生物合成途径中相关的结构基因和调控基因及功能研究以及影响花青素苷生物合成的环境因素等的研究进展.     

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。     

西昌万寿菊花中化学成分的研究

从万寿菊（Tagetes ereata L．）花中分得8个已知化合物,分别为丁香酸（Syringic acid,1）,3,4二羟基苯甲酸（3,4-dihydroxybenzonic acid,2）,β-香树脂醇（β-amyrin,3）,槲皮万寿菊素（Quercetagetin,4）,Quercetagetin 7-methyl（5）,β-谷甾醇（β-sitosterol,6）,豆甾醇（stigmasterol,7）,正三十四烷（Tetratriacontane,8）。应用光谱法鉴定了所有化合物的结构。     

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。     

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。     

不同花色菊花品种花色素结构基因的表达特性

对红色、黄色、粉紫色和白色菊花品种不同开放度的花序舌状花中CHS、CHI、DFR、F3H、F3′H和3GT基因的表达量进行了相对定量分析。结果表显示:6个基因的表达因不同花色、不同发育阶段而异。‘钟山红鹰’(红色)中各基因的表达量均较高,且均在Ⅱ(松蕾期)或Ⅲ(半开期)期达到峰值,其中DFR、3GT基因的表达量远高于其他花色品种。‘金陵娇黄’(黄色)中CHS、CHI基因表达量较高,且Ⅰ(紧蕾期)、Ⅱ期表达量高于Ⅲ、Ⅳ(盛开期)期;3GT、DFR基因表达量分别高或低于‘金陵笑靥’(粉紫色)品种中相应基因的表达量,但均比红色品种低;F3H在4个品种中表达量最低,F3′H表达量接近或略低于红色或粉紫色品种,且各阶段表达水平较稳定。‘金陵笑靥’中DFR表达量仅次于‘钟山红鹰’,3GT和CHS表达量低于红色与黄色品种。‘钟山雪桂’(白色)中各基因仅有微量表达,除F3H外各基因的表达量明显低于其他花色品种。研究表明,花色素结构基因DFR、3GT是菊花花色素合成的关键基因,DFR很可能是限速关键基因,一定表达水平的CHS、CHI也是菊花花色素合成所必须的,F3H基因与花色素合成不存在直接相关。     

遮光对地被菊花色苷含量和CmUFGT基因表达的影响

以地被菊品种‘紫重楼’为试材,设置4种光环境梯度:L0(CK,全光照)、L1(80%全光照)、L2(60%全光照)和L3(40%全光照),研究花序不同发育期遮光处理对‘紫重楼’开花过程中叶绿素含量、干重、干重比、花色苷含量、可溶性糖含量和CmUFGT基因表达量的影响,以探讨光在花色苷合成和降解过程中的作用。结果表明:(1)现蕾期、露色期遮光处理下,叶绿素a、b含量随光照强度的降低而逐渐增加,其中L3处理下叶绿素a、b含量显著高于其他处理;盛花期遮光处理下,叶绿素a、b含量随光照强度的降低呈先增后降的趋势,其中L1处理下叶绿素a、b含量极显著高于其他处理。(2)花序干重随着光照强度的降低呈下降趋势,花序干重比呈先升后降的趋势,其中L1处理下花序干重比增加。(3)现蕾期、露色期遮光处理下花色苷含量随着花序发育呈先升后降的变化趋势,盛花期遮光处理下呈下降趋势;花序发育第3、4阶段,光照越强花色苷含量越高;第7、8阶段,光照越弱花色苷含量越高。(4)遮光处理下舌状花可溶性糖含量随着花序发育呈先升后降趋势,其中L1处理下可溶性糖含量增加。(5)遮光处理极显著抑制花序发育第5阶段CmUFGT基因的表达,且表达量随着光照强度的降低而逐渐降低;现蕾期、露色期L1处理下,花序发育第3、4阶段CmUFGT基因表达量降低。研究表明,地被菊花序发育中期(第3、4阶段)轻度遮光(L1)抑制CmUFGT基因表达,促进可溶性糖含量增加,有利于花色苷的合成;花序发育后期(第7、8阶段)重度遮光(L3)有利于缓解花色苷的降解。     

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。     

Generation of Phenylpropanoid Pathway-Derived Volatiles in Transgenic Plants: Rose Alcohol Acetyltransferase Produces Phenylethyl Acetate and Benzyl Acetate in Petunia Flowers

Esters are important contributors to the aroma of numerous flowers and fruits. Acetate esters such as geranyl acetate, phenylethyl acetate and benzyl acetate are generated as a result of the action of alcohol acetyltransferases (AATs). Numerous homologous AATs from various plants have been characterized using in-vitro assays. To study the function of rose alcohol acetyltransferase (RhAAT) in planta, we generated transgenic petunia plants expressing the rose gene under the control of a CaMV-35S promoter. Although the preferred substrate of RhAAT in vitro is geraniol, in transgenic petunia flowers, it used phenylethyl alcohol and benzyl alcohol to produce the corresponding acetate esters, not generated by control flowers. The level of benzyl alcohol emitted by the flowers of different transgenic lines was ca. three times higher than that of phenylethyl alcohol, which corresponded to the ratio between the respective products, i.e. ca. three times more benzyl acetate than phenylethyl acetate. Feeding of transgenic petunia tissues with geraniol or octanol led to the production of their respective acetates, suggesting the dependence of volatile production on substrate availability.     

观赏植物蓝色花形成的机制

在观赏植物中,蓝色系的花卉属于较为罕见的种类,也是花卉育种一直以来的目标。本文对蓝色花卉的花青素代谢途径,影响蓝色花卉形成的核心色素种类,花青素转运方式,花青素在液泡中的积累,花青素的共价修饰,分子间辅色作用,金属离子和液泡pH等影响因素进行系统地介绍和讨论,以期为培育新的蓝色花卉提供参考。