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园林植物海棠花色基因工程探究进展.doc

花匠小妙招
2024-11-06 16:16

园林植物海棠花色基因工程探究进展

园林植物海棠花色基因工程探究进展　　摘要：以海棠花色色彩资源基因工程为研究内容，通过对海棠的花色基因及花色影响系数的分析，对传统花色育种进行和现代基因工程进行分析，总结出海棠花花色形成原理与基因工程实现花色资源改变的特点和规律总结基因工程对海棠种植资源对海棠应用的相互作用关系关键词：海棠；基因；花色；花青素中图分类号：Q943 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20161233167 海棠作为重要的园林资源，在我国已经有很多年的繁育栽培与育种历史，在我国越来越多的地区海棠被作为观赏树种，海棠逐渐成为重要观赏树植物资源 1 海棠的花色观赏价值海棠属于蔷薇科落叶小乔木或灌木观赏植物，海棠枝干直立，通常高达3～5m，海棠花艳于寒梅，素与桃，独具风韵，花期通常在每年3月份左右到每年5月初，不同类别，花期不同 2 传统花色育种研究进展花卉育种是花卉发展的重要基础，通过选择育种，杂交育种，诱变育种等方式，试图改变植物花色，提高观赏价值。但作为名花的海棠，在传统的育种方法下，其花色一直没有得到很大突破，花色多以单一的白色为主，很大程度上节制了海棠作为景观观赏树种的功能发挥 3 花色基因工程花形成的原理，植物花的发育过程可分为花序的发育，花芽的发育，花器官的发育和花型的发育4个阶段，研究表明在花的形成过程中， MADS的基因家族起着十分重要的作用。2000年，justinO.borevite报道了一个MYB类转录因子由于调控苯基苯酸的生物合成而改变拟南芥的花及营养器官的颜色，这表明2个基因不仅在拟南芥中，而且在其他植物中也确实能激活花青素的生物合成。通常情况下，其花由于细胞液泡中的pH值比较低，所以显示为红色。ANI基因是BHLH转录因子家族的成员之一，不仅调控着花青素的生物合成，而且还能使花瓣细胞液泡膜酸化，从而改变花色 4 海棠花色基因工程研究 4.1 海棠花花色形成海棠花色主要由几类主要的色素决定，花青素，类黄酮，类胡萝卜素，生物碱等构成，色素组分及其比例是花朵呈色的生理基础 4.2 海棠花色影响色素及研究影响海棠的花色基因花青素，以及类黄酮，类胡萝卜素，生物碱等。花青素，海棠植物开花过程中花青素降解和色彩淡化的现象十分普遍。“稳定性”是中国传统海棠花色基本品种特征。海棠杂交育种实验明显表明，通过杂交育种花青素含量和稳定性显著提高，海棠各花期阶段的色彩观赏性稳定，大大的延长了杂交种的海棠品种的红艳观赏期。提高了观赏效果。类胡萝卜素，花瓣中多存在类胡萝卜素，它们能使花瓣叶片和果实呈黄色和橙色，其活性高低影响类胡萝卜素及其他产物的合成 4.3 常见转化方法直接导入外源结构基因改变海棠花色。如果海棠品种本身缺乏某种基因，可以通过对某种单一基因控制花色，对于单基因控制花色，可以在海棠品种基因直接导入外源结构基因改变花色，矮牵牛就是通过直接导入外源结构基因改变其花色，通过缺乏基因引入新的基因改变花卉花色；利用反义基因和共抑制原理改变海棠花色。将某一基因反向插入海棠植物表达载体，然后导入海棠植物体内，当基因进入海棠植物体内。这种错误的DNA转录成RNA之后，可以与海棠基因内源的互补MRNA结合，由此可见，共抑制原理在海棠花色基因工程中具有重要意义。可以作为研究海棠花色基因工程的重要方法；导入调节基因使海棠内源基因活化使得海棠花色发生改变。当海棠植物体内本身含有的花色素代谢的结构基因，由于组织特异性或缺乏调节基因表达产物的激活而不表达时，可以在海棠植物体内导入调节基因，达到改变海棠植物花色的目的 5 结论海棠花色创新一直是花卉育种的热点，因此海棠花色的创新亦成为海棠基因工程研究重点和未来的研究方向。海棠花色多样性与局限性分析。通过对传统海棠品种的花色研究发现，粉色系列品种是海棠的主要品种，色彩局限性较大。随着基因工程技术的进步，海棠花色中大量红色，紫色杂交品种在北美问世，这促进了海棠花色的多样性。其中玫红类海棠即是特色类，显著丰富了观赏海棠的花色多样性。研究发现，泛紫色系与粉色系之间多存在亲缘关系。海棠花色基因中。就花青素的稳定而言，垂丝海棠与西府海棠相比，泛紫色系的的花青素含量和稳定性显著提高。其中红肉苹果的亲本创造了泛紫红色系海棠品种种群。泛紫红色系和粉花色系海棠品种的色调分布值较大。实验说明海棠可以通过改变花青素来改变花色。海棠花色可以产生多样的色彩花色，但就目前生物技术的缺陷就是多有单一的亲本；海棠花色改良育种策略。研究发现，海棠花中花青素以糖苷键结合为花青素苷，存在于花瓣表皮细胞的液泡中，呈现橙，红，紫，蓝等色彩，伴随海棠花的成长周期和海棠花的发育而逐渐积累形成。通过对中国海棠类群的种植资源调查研究发现，花色