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科学网—[转载]BioMed Research International

花匠小妙招
2024-12-03 20:14

BioMed Research International-转录+花青素+qPCR分析鸢尾蓝白花颜色变异机制

西南鸢尾（iris bulleyana Dykes）是一种多年生植物鸢尾属，广泛分布于中国西南地区，即四川、云南和西藏。鸢尾（鸢尾科）属，有300多种来自北半球，以其广谱的花色和图案而闻名。“鸢尾花”这个名字源自一个希腊单词，意思是“彩虹”。中国有大约60种鸢尾花植物。鸢尾属的微妙颜色变体,从深紫色到蓝色、粉色和紫色，再到黄色和白色的花朵，几十年来一直是科学家们关注的焦点。

植物中的色素类型主要有3种：类黄酮/花青素（Flavonoids/Anthocyanins）、类胡萝卜素（Carotenoids）和甜菜碱素（Betalains），每种色素合成过程皆涉及多个相关基因。类黄酮/花青素和类胡萝卜素这2类色素常会共存于同一植物体内从而使其花色更丰富，这2类色素合成途径也相对研究的比较清楚，而甜菜碱素只存在于除石竹科（Caryophyllaceae）和粟米草科（Molluginaceae）之外的一些古老的石竹目（Caryophyllales）植物中，且不能与类黄酮/花青素类色素共存。鸢尾属植物中一般以类黄酮/花青素和类胡萝卜素2种色素类型为主，鸢尾蓝紫色系花色素主要是飞燕草色素（花青素类色素），橙色、黄色及粉色等色素是类胡萝卜素。。

实验通过转录组，黄酮检测，qPCR分析鸢尾蓝色和白花花瓣颜色和斑点不变色的机制。

1.题目：Transcriptome Analysis of Key Genes Involved in Color Variation between Blue and White Flowers of Iris bulleyana.

2.杂志：BioMed Research International

3.IF：3.24分（2023）

4.IOD号：http://doi.org/10.1155/2023/7407772

5.主要内容：

图1.鸢尾蓝白花色表型图片：

花色中仔细观察到，白花西南鸢尾的花瓣的颜色仅是外瓣的蓝色变成了白色，而其花瓣中间黄色的条纹却没有发生变化。

图2.鸢尾花瓣黄酮物质差异分析

图3.花瓣差异花青素绝对定量（Ma，2023）

类胡萝卜素含量检测没有显著差异。

图4.转录组差异分析，（Ma，2023）

图片5.类胡萝卜素，黄酮，花青素三个通路关键基因荧光定量PCR。

图6.整体分析。（Ma，2023）：

其中3GT和5GT下调分流了花青素途径并导致白色表型。花青素生物合成已通过一系列催化剂进行了表征，包括CHS（查尔酮合酶）、CHI（查尔酮异构酶）、F3H（黄烷酮-3-羟化酶）、F3′H（类黄酮3′-羟化酶），F3′5′H（黄酮3′，5′-羟酶）、DFR（二氢黄酮醇4还原酶）、ANS（花青素合酶），和5GT（花青素5-O-葡萄糖基转移酶）。除3GT和5GT外，没有观察到上述基因的显著差异表达，白花中的表达模式下调，导致13种花色苷的向下积累。类胡萝卜素途径没有显著变化，这解释了两种基因型（PSY2（植物素合成酶）、PDS（植物烯去饱和酶）、ZDS（Z-胡萝卜素去饱和酶、LCYB（番茄红素β-环化酶）和CHYE（类胡萝卜素ε-羟化酶））花中保守的黄色条纹。绿色的基因在两种基因型之间表达正常，而红色的基因在白色变体中表达下调。蓝色是蓝鸢尾花中主要的花青素合成过程。

6.总结：

（1）对两个品种的新鲜花瓣进行黄酮检测和转录组学测序，花青素和类胡萝卜素靶向检测，荧光定量PCR；

（2）在297种黄酮类化合物中，鉴定出24种花色苷，与蓝色花相比，白色花中有13种花色苷表现出下降的积累模式；

（3）参与花青素糖基化的3GT和5GT基因的显著下调会阻碍花青素的积累，导致花瓣白色；

（4）在两个品种之间，类胡萝卜素的积累及其生物合成基因的表达没有显著变化，所以黄色斑点不变色。

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