【目的】花青素苷是梅花花色形成的重要色素,R2R3-MYB是花青素苷合成调控的关键转录因子。从梅花中分离出1个R2R3-MYB调控因子PmMYB1,通过分析其序列特征并转入烟草进行功能鉴定,为探明梅花花青素苷合成调控机理及今后梅花花色分子育种奠定基础。【方法】根据梅花基因组数据设计引物,采用RT-PCR方法从梅花花瓣中分离PmMYB1基因,利用DNAMAN软件预测氨基酸序列,通过多序列比对和系统进化树构建分析其保守序列并进行功能预测,通过构建表达载体将PmMYB1基因转入烟草,分析转基因烟草的表型及花青素苷含量的变化,并利用实时荧光定量RT-PCR技术测定该基因及烟草内源花青素苷合成通路基因在转基因植株不同器官中的表达量,综合分析以上数据鉴定PmMYB1基因的功能。【结果】从梅花中分离得到全长为729 bp具有完整编码区的PmMYB1基因序列,该序列编码242个氨基酸。序列分析表明该蛋白具有保守的MYB结构域及花青素苷调控MYB蛋白特征基序,并且含有与bHLH转录因子相互作用的保守基序,可能需要bHLH蛋白协同表达共同完成花青素苷的合成调控。多序列比对和进化分析结果显示PmMYB1与其他已鉴定功能的花青素苷调控MYB蛋白有很高的同源性,其中与樱桃李的PcMYB10和欧洲甜樱桃的PaMYB10一致性分别为92%和91%。转基因烟草试验表明过表达PmMYB1基因显著提高了转基因植株花冠中花青素苷的含量(P<0.05),使其花冠颜色明显加深,实时荧光定量RT-PCR试验结果表明PmMYB1基因在转基因植株花中表达量高于叶中,过表达PmMYB1基因明显上调了烟草花中7个内源花青素苷合成通路结构基因NtCHS、NtCHI、NtF3H、NtF3′H、NtDFR、NtANS、NtUFGT及2个调控基因NtAn1a和NtAn1b的表达量。【结论】在烟草中过表达PmMYB1基因能够显著上调转基因植株花中内源花青素苷合成通路结构基因和调控基因的表达,从而促进了其花中花青素苷的积累并导致花色加深,表明该基因在花青素苷合成过程中起重要调控作用。

【背景】花青素是紫色不结球白菜中重要的营养成分之一，谷胱甘肽转移酶（glutathione S-transferase,GST）在花青素转运中发挥着重要功能。【目的】鉴定不结球白菜中编码GST的基因，并通过转录组和分子生物学手段揭示BcGSTF6在不结球白菜花青素转运中的作用，解析不结球白菜花青素积累的分子机制。【方法】通过生物信息学方法，鉴定GST基因家族成员并分析其在染色体上的位置和基序；在紫色和绿色的不结球白菜中进行转录组分析，筛选不结球白菜中参与花青素转运的基因，并通过表达模式分析、亚细胞定位、拟南芥突变体tt19的异源回补试验进一步验证BcGSTF6和BcTT19的功能；通过将BcGSTF6和BcTT19与其他物种中参与花青素转运基因的氨基酸序列进行比较，分析BcGSTF6存在的差异；并通过BcGSTF6蛋白与矢车菊素（Cya）的体外结合和基因沉默试验验证BcGSTF6是否为参与不结球白菜花青素转运和积累的重要基因。【结果】从不结球白菜中鉴定得到83个GST基因家族成员，分为8个亚家族，分布在10条染色体上。转录组分析结果表明BcGSTF6和BcTT19可能是参与不结球白菜花青素转运的基因，进一步利用qRT-PCR发现BcGSTF6与BcTT19都在不结球白菜花青素积累阶段高度表达；亚细胞定位结果表明BcGSTF6和BcTT19都定位于内质网和液泡膜中。氨基酸序列多重比较发现BcTT19与其他物种中参与花青素转运的蛋白存在高度同源性，而BcGSTF6则在保守结构域中存在较大差异。在拟南芥突变体tt19中对BcGSTF6和BcTT19进行过表达均可恢复拟南芥幼苗tt19积累花青素的表型，但不能恢复其种皮棕色的表型，表明BcGSTF6和BcTT19都参与了花青素的转运但不能转运原花青素（PAs）。体外结合试验发现BcGSTF6蛋白在室温下可增加Cya的可溶性；对BcGSTF6在不结球白菜中进行基因沉默发现叶片中花青素含量显著下降，同时也导致参与花青素合成与调控相关基因表达量降低。证明BcGSTF6参与了花青素的转运和积累，在不结球白菜叶片着色过程中发挥重要功能。【结论】本研究鉴定了不结球白菜GST基因家族，并进一步解析了BcTT19和BcGSTF6在不结球白菜花青素转运和积累中的功能，阐明了BcGSTs在不结球白菜中花青素转运调控的部分机制。

SOC1/TM3(SUPPRESSOR OF OVEREXPRESSION OF CONSTANS 1/Tomato MADS-box gene 3)是MADS-box家族一员,它能够整合多条开花途径的开花信号,调节植物由营养生长向生殖生长的转变。在从梅花长蕊绿萼品种中克隆到3个SOC1同源基因PmSOC1-1、PmSOC1-2和PmSOC1-3的基础上,构建由CaMV35S启动子驱动的植物表达载体,并在拟南芥中过量表达,以研究其功能。通过对转基因植株表型观察发现,3个PmSOC1-like基因都具有使野生型拟南芥提前开花的作用。其中,PmSOC1-2作用最强,PmSOC1-1居中,PmSOC1-3作用最弱。对转基因拟南芥内源成花基因的qRT-PCR检测说明,PmSOC1-like基因主要是通过上调其下游花分生组织特性基因(AGL24、LFY、AP1和FUL)来促进植物开花;此外,PmSOC1-1和PmSOC1-2还导致了花瓣细丝状、花萼叶片化、花瓣和花萼宿存等花器官形态的改变,说明它们可能还具有影响花器官发育的功能。研究结果将有助于阐明梅花由营养生长向生殖生长转变的分子机制。

[目的 ]分析牡丹花青素苷合成关键基因PsDFR启动子的顺式作用元件及活性，为进一步研究PsDFR启动子的功能及其在牡丹花色形成中的调控机制奠定基础。[方法 ]以‘黑花魁’牡丹花瓣中提取的基因组DNA为模板，通过染色体步移法克隆PsDFR的启动子序列。利用生物信息在线软件预测分析启动子序列的顺式作用元件。构建5个不同长度缺失启动子与GUS基因融合的表达载体，并瞬时转化烟草叶片，通过GUS组织化学染色和酶活性检测分析缺失启动子的活性，及其对脱落酸（ABA）、茉莉酸甲酯（MeJA）、光照等不同胁迫处理的响应。[结果 ]克隆得到PsDFR上游1 687 bp的启动子序列。生物信息学分析发现PsDFR启动子含有多个光信号、激素响应、逆境响应及组织特异表达等顺式作用元件，这暗示PsDFR的表达可能受光信号、激素和胁迫等多种信号的共同调节。GUS组织化学染色和酶活性检测表明，随启动子片段的缩短，启动子活性逐渐下降，-1 623至-916区段对于启动子活性具有重要作用。MeJA和黑暗处理对各启动子片段活性均有显著抑制作用，恢复光照可促使启动子活性明显回升，而参与ABA响应的核心调控区域位于-443至-76 bp。[结论 ] PsDFR启动子含有多个光信号、激素响应、逆境响应及组织特异表达等顺式作用元件，其活性受光的正调控以及MeJA的负调控；-1 623至-916 bp间的区域对于启动子活性具有重要作用，-443至-76 bp是响应ABA处理的核心区域。该研究为进一步揭示PsDFR应答环境信号参与牡丹花色形成的分子调控机制提供参考。

[目的]通过对花青素苷相关合成基因的表达水平和代谢产物的分析,系统地阐明‘金华美女’叶色变异与基因表达的关系。[方法]以‘金华美女’为材料,‘贝拉大玫瑰’、杜鹃红山茶和红山茶为参照组,使用NCBI Primer Designing Tool设计山茶DFR、ANS、LAR、ANR和UFGT基因的荧光定量引物,使用实时荧光定量PCR仪测定这5个基因在叶片4个发育时期的表达量;采用高效液相色谱仪测定对应时期的多酚合成途径的主要次生代谢产物(儿茶素、表儿茶素),以及花青素苷合成途径的主要代谢产物矢车菊素-3-O-

【目的】UFO是被子植物中首个被发现的F-box蛋白，主要参与调控花分生组织特性和花器官发育。本文通过对蜡梅CpUFO基因表达特性分析及异源表达拟南芥表型分析，初步鉴定CpUFO的功能，为阐明蜡梅花发育分子调控机制提供参考。【方法】基于前期构建的蜡梅转录组数据，克隆蜡梅CpUFO基因并对其编码蛋白进行同源比对及进化树分析。根据qRT-PCR分析CpUFO基因在不同组织、器官及全年花发育各阶段中的相对表达量，比较35S::CpUFO转基因拟南芥株系及Col-0野生型表型差异，并通过qRT-PCR检测过表达拟南芥株系内源开花相关基因的表达特性，分析过表达CpUFO对拟南芥开花时间以及花器官发育的影响。【结果】获得的CpUFO基因c DNA序列为1 665 bp，编码403个氨基酸，含有保守的F-box结构域。CpUFO在外花被片中表达量相对最高，其次是内花被片，在果、茎、叶、腋芽及雌雄蕊中表达水平较低；而在全年花芽中的表达量分析结果显示，低温打破休眠后的露瓣和始花以及盛开期花芽中的表达量显著高于其他时期。与野生型拟南芥相比，35S::CpUFO转基因株系莲座叶数目减少，开花提前，且拟南芥内源基因TFL1表达量下调，成花关键基因FUL和AP1的表达量上调。【结论】CpUFO在不同组织、器官及花发育各阶段均有表达，不同组织中在外花被片中表达量最高，全年花芽中打破休眠的花蕾开放阶段表达量最高。同时，过表达CpUFO会促进拟南芥早花并影响其花器官发育。

[目的]本文旨在探究菊花CmHB15-1基因调控木质素合成的功能。[方法]通过同源克隆，以菊花‘神马’cDNA为模板克隆CmHB15-1基因，利用DNAMAN8.0软件对其进行序列分析，构建pORE-R4-CmHB15-1-GFP载体并导入烟草叶片中进行亚细胞定位分析；利用酵母杂交实验分析其转录激活活性；利用RT-qPCR技术对CmHB15-1基因进行组织特异性表达分析及潜在下游基因分析，并通过遗传转化拟南芥分析其对木质素合成的影响。[结果]CmHB15-1基因的开放阅读框为2520bp，编码839个氨基酸，预测蛋白相对分子质量为92.44×10~(3)，等电点为6.46。CmHB15-1蛋白具有Homeobox、bZIP、START、MEKHLA结构域，与除虫菊TcATHB-15亲缘关系最近。亚细胞定位显示CmHB15-1蛋白定位在细胞核上，有转录激活活性。CmHB15-1基因在茎中的表达量最高，且其表达量从茎顶端向基部节间逐渐增加，在茎基部节间表达量最高。CmHB15-1转基因拟南芥植株OE-20、OE-23木质素含量比野生型分别增加了15.98%和17.99%，且转基因拟南芥植株中木质素合成相关基因苯丙氨酸解氨酶基因(PAL1)、肉桂酸–4–羟基化酶基因(C4H)、4–香豆酰辅酶A连接酶基因(4CL1)、咖啡酰辅酶A甲基转移酶基因(CCoAOMT1)、阿魏酸–5–羟基化酶基因(F5H)表达量均显著上调。[结论] CmHB15-1基因参与调控木质素生物合成。

【目的】花青素苷是月季花瓣呈红色或粉色的重要因素。R2R3-MYB蛋白是调控植物花青素苷合成的关键转录因子。从月季花瓣中克隆花青素苷调控相关的R2R3-MYB蛋白同源基因,并分析这些基因与月季花瓣颜色和花青素苷合成的关系,为花色基因工程改良奠定基础。【方法】根据植物花青素苷调控相关R2R3-MYB蛋白的保守序列设计简并引物,结合3'-RACE和Y-RACE方法从月季花瓣中扩增同源基因的全长编码序列。用植物第四(Sg4)和第六(Sg6)亚家族的R2R3-MYB蛋白、拟南芥次生代谢调控相关的R2R3-MYB序列和克隆基因的编码蛋白进行多序列比较和进化分析。通过比较不同颜色的月季花瓣中花青素苷含量和...

【目的】分离越橘VcNAC072(NAM,ATAF1/2,CUC2)转录因子,分析其表达模式并探讨其在调控花青素合成过程中的功能,为进一步研究越橘花青素积累的调控机理提供理论基础。【方法】以‘公爵’越橘(Vaccinium corymbosum ‘Duke’)为试材,克隆VcNAC072。通过农杆菌介导法获得转基因拟南芥,比较转基因和野生型拟南芥花青素积累的差异。利用酵母单杂交和瞬时表达试验,分析VcNAC072对MYB转录因子AtPAP1的转录调控。【结果】克隆获得越橘VcNAC072,该基因CDS为1 032 bp,编码含有343个氨基酸的蛋白质,含有1个保守的NAC结构域。表达分析显示,该基因在不同发育阶段的果实中均可表达,但表达差异明显,在粉色和蓝色果实中表达量较高,在绿色果实中表达量最低。随着VcNAC072表达的升高,果实中花青素含量呈递增的趋势。分析AtPAP1启动子序列,发现其序列中包含NAC转录因子的结合位点。酵母单杂交和烟草瞬时表达试验结果表明,VcNAC072可与AtPAP1的启动子相互作用,并激活其表达。在野生型拟南芥中异位表达VcNAC072,其种子中花青素积累量显著高于野生型。【结论】推测VcNAC072在越橘果实中正向调节花青素的积累。

为甘蓝作物中花青素的合成代谢研究提供理论基础,以"早红"(紫甘蓝)和"中甘11"(青甘蓝)为试验材料,利用UV-A和UV-B不同的时间组合照射生长4周的甘蓝幼苗,测定甘蓝中花青素的含量和代谢相关的主要的结构基因和转录因子在不同处理中的表达。试验表明:紫甘蓝和青甘蓝在经过UV-A和UV-B处理后,花青素含量均显著提高,并均在6h达到最大值;UV-B处理比UV-A处理提高甘蓝花青素的含量方面更有效,在紫甘蓝和青甘蓝中分别提高41%和45%。分析花青素生物合成与代谢相关的结构基因和转录因子的表达情况可知UV-A和UV-B促进花青素积累的调节机制不同,甘蓝中不同品种积累花青素的机制也不同,综合分析结果...

【目的】对青冈栎原花青素（缩合单宁）合成基因进行鉴定及生物信息学分析，可为青冈栎果实资源开发利用和品种改良奠定分子基础。【方法】基于已公布的青冈栎全基因组测序数据，利用生物信息学方法对原花青素合成基因进行鉴定，并分析其蛋白质序列、染色体定位、种间共线性、基因结构及系统发育关系。【结果】青冈栎中11种原花青素合成基因有42个家族成员，分布在11条染色体上；蛋白质理化性质在具有多拷贝数的QgPAL、QgC4H、Qg4CL、QgF3′H基因家族成员间存在差异；Qg4CL8、Qg4CL14、Qg4CL17、QgF3’H2、QgC4H4蛋白具有2～3个跨膜区域，表明这些蛋白可能在细胞内外信号转导中发挥重要作用；基因家族成员在栎属中进化比较保守，通过栎属古老的全基因组复制及串联重复和片段重复扩张；QgPAL2～QgPAL6和Qg4CL15基因分别与拟南芥中参与原花青素合成的AtPAL1～2和At4CL3聚为同一分支，可能在原花青素生物合成中发挥重要作用；Qg4CL基因家族在系统发育树中进化出新的分支，其家族成员表现出基因结构的多样性，并在4CL基因的高度保守基序中发生氨基酸位点的突变，推测这些基因可能因进化出新功能而被保留下来。【结论】青冈栎原花青素合成基因通过多种复制方式进行扩张，复制基因在栎属中相对保守，在青冈栎中表现出理化性质、蛋白结构和进化模式的多样化。采用生物信息学方法分析了原花青素合成基因的特征和进化模式，这为深入解析栎属植物单宁合成机制奠定了分子基础。

【目的】研究甘蓝型油菜中茉莉素受体复合体核心成员CORONATINE INSENSITIVE 1(COI1)蛋白的基因表达特性及生理调控功能。【方法】利用基因组数据分析甘蓝型油菜及其亲本种白菜和甘蓝基因组的COI1构成情况;使用定量和半定量RT-PCR扩增方法检测油菜COI1的组织特异性表达;克隆油菜COI1保守区片段,构建病毒诱导的基因沉默(virus-induced gene silencing,VIGS)载体,以农杆菌侵染方法培育VIGS诱导COI1沉默的油菜植株,然后,用鉴定出的COI1沉默植株研究油菜COI1在育性调控及虫害抗性等方面的调控功能。【结果】基因组数据分析表明,甘蓝型油菜...

【目的】探究灯盏花叶片数相关基因磷酸蛋白酶1（EbPP1）的功能，为揭示灯盏花叶片数目和开花时间分子机理奠定基础。【方法】从灯盏花叶片克隆EbPP1基因，将其构建至植物过表达载体RP101。用蘸花法侵染刚抽薹拟南芥植株进行异源表达，通过筛选获得若干株T_(1)、T_(2)、T_(3)代拟南芥阳性植株。最后统计T_(3)代阳性植株叶片数目和开花时间，通过实时荧光定量（RT-qPCR）检测EbPP1表达量，并测定拟南芥植株内源激素含量。【结果】成功克隆到全长EbPP1基因，并构建了该基因的重组过表达载体RP101-GFP-EbPP1。在拟南芥中实现了稳定的遗传转化，于T_(3)代中获得24株阳性EbPP1转基因植株，并对T_(3)代阳性植株进行实时荧光定量分析，RT-qPCR结果显示转基因拟南芥中EbPP1基因过量表达，其表达量从野生型的1.034增加至136.33；转基因拟南芥在表型上呈现出叶片数增多、开花时间延迟的特征；通过LC-MS定量测定植株内源激素含量显示，T_(3)代转基因拟南芥中吲哚-3-甲酸（ICA）和赤霉素24（GA24）等多种激素的含量明显高于野生型，其中生长素前体物质L-色氨酸（TRP）尤为显著，达到了野生型的3倍。【结论】本研究成功在拟南芥植株中异源表达EbPP1基因，与野生型相比，转基因拟南芥中叶片数增多，EbPP1基因表达量增高，内源激素含量升高。基于上述结果表明EbPP1可能通过调控植物激素水平，进而影响灯盏花叶片数目和开花时间。本研究为进一步解析灯盏花叶片数目发育相关机制和开花分子机理奠定基础，同时也为选育高品质灯盏花新品种提供一定的遗传基础。

【目的】研究转棉花GhCYP1对烟草耐旱能力的影响。【方法】利用Gateway技术构建GhCYP1的植物表达载体pGWB-GhCYP1,采用农杆菌介导的遗传转化技术,获得融合目的基因的转基因烟草植株。以烟草野生型(WT)、L1和L2转基因系为试验材料,测定水分胁迫条件下烟草叶圆片中叶绿素的相对含量、叶片中相对水分含量、丙二醛含量和相对电导率。【结果】与野生型烟草植株相比,转GhCYP1烟草植株根系粗壮、发达。水分胁迫下转基因烟草叶圆片中的叶绿素相对含量显著高于野生型。水分胁迫3 d,WT、L1和L2中相对含水量、丙二醛含量和相对电导率无显著差异(P

梅花‘南京红须’花色色素的2种主要花色苷可用甲醇-乙酸-水(10∶1∶9)提取,再用纸层析和柱层析纯化。特征性颜色反应、薄层层析、纸层析、紫外-可见光谱、高效液相色谱、气相色谱、核磁共振谱和快原子轰击质谱分析表明:2种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)苷和花青素-3-氧-(6″-氧-没食子酰-3″-氧-β-吡喃型葡萄糖基-β-吡喃型葡萄糖)苷。花青苷除决定‘南京红须’的紫红花色外,还可能强化‘南京红须’在寒冷环境中的生存能力。