光對紫色甘薯花青素積累及相關(guān)酶基因表達的影響.pdf

1、紫色甘薯(purple sweet potato)是栽培甘薯[Ipomoea batatas(L.)Lam．]中一個具有獨特遺傳性狀和經(jīng)濟價值的特色品種類型，因塊根呈深紫色而得名。紫色甘薯色素的分離和鑒定結(jié)果表明，其主要成分為花青素(cyanidin)。目前，植物花色素苷生物合成的基因表達、信號傳導與調(diào)控的研究主要集中在花、果實和種子等器官。紫色甘薯的根及塊根深埋于土壤中，處于完全遮光狀態(tài)，卻能大量積累花青素，呈現(xiàn)紫色或深紫色。紫色甘薯

2、根中花青素生物合成的調(diào)控方式與植物花、果等地上器官的情形顯然不同，可能存在一種全新的花青素合成與調(diào)控機制?；ㄉ剀盏纳锖铣墒芏喾N內(nèi)外因素的共同調(diào)控，其中，光是重要的調(diào)節(jié)因素，探究光是如何調(diào)控紫色甘薯地下部分塊根花青素的生物合成是一個具有重要生物學意義的理論問題；同時，如果揭示了地下部分花青素合成的機制、相關(guān)基因的功能和遺傳規(guī)律，則可以應(yīng)用基因?qū)W的原理，通過相應(yīng)的技術(shù)來調(diào)控花青素的合成，從而可以為紫色甘薯的栽培及分子育種奠定理論和技術(shù)基

3、礎(chǔ)。 本論文以紫色甘薯“山川紫”為試材，以白心甘薯“禺北白”為對照，在建立液體培養(yǎng)體系的基礎(chǔ)上，對不同光照條件下兩種試材中花青素的積累及相關(guān)合成酶基因的表達進行分析。主要得到以下結(jié)論： 1.紫色甘薯液體培養(yǎng)體系的建立。采用紫色甘薯品種“山川紫”為試材，以株高增長量、新增葉片數(shù)、最大葉片面積、根數(shù)、根長和根鮮重等為指標，對影響紫色甘薯在液體培養(yǎng)條件下生長的因素進行了研究。試驗結(jié)果及單因子方差分析表明，在Hoagland培養(yǎng)

4、液培養(yǎng)中，取自紫色甘薯植株中部莖段的插條生長狀態(tài)顯著強于取自頂部或基部莖段的插條；在以清水、1/4 Hoagland、1/2 Hoagland、Hoagland、1/4 MS、1/2 MS和MS為培養(yǎng)液進行紫色甘薯液體培養(yǎng)時，以1/2Hoagland的培養(yǎng)效果最佳。 2.光調(diào)控紫色甘薯花青素的生物合成。全株光照、上部光照處理促進“山川紫”和“禺北白”葉片、葉柄和莖中花青素的積累，下部光照和全黑暗處理抑制其花青素的積累；全株光照、

5、上部光照和下部光照處理促進“山川紫”根中花青素的積累，全黑暗處理抑制其花青素的積累；地上部位是接受光信號的主要部位。 3.光影響紫色甘薯不同部位糖類的積累。全株光照、上部光照處理促進“山川紫”和“禺北白”葉片、葉柄、莖和根中糖分的積累，下部光照和全黑暗處理抑制其糖分的積累，地上部位是接受光信號、進行光合作用的主要部位。 4.“山川紫”和“禺北白”中某些相關(guān)酶基因的表達受光調(diào)控，即光照促進其表達，黑暗抑制其表達；光信號的接

6、受部位也有不同，有些酶基因光信號接受部位是地上部分，有些地上和地下部分的都是光信號接受部位?！吧酱ㄗ稀焙汀柏卑住敝杏行┫嚓P(guān)酶基因的表達不受光調(diào)控?！吧酱ㄗ稀焙汀柏卑住比~柄中的CHS，“山川紫”根和“禺北白”葉片、葉柄和根中的CHI，“山川紫”根和“禺北白”葉柄和根中的F3'H及“禺北白”葉柄中的DFR和ANS都不受光調(diào)控；除此之外，其余酶基因均受光調(diào)控，其中，“山川紫”葉片中的CHS、CHI、F3H、F3'H和葉柄中的CHI、F3H