彩色玉米籽粒中參與花青素合成基因的表達分析.pdf

1、花青素（anthocyanin）是一類存在于植物中的水溶性色素，屬于類黃酮化合物，是植物主要的顯色物質之一。近年來，花青素抗氧化、清除體內自由基的功能倍受人們青睞。目前，人們對于花青素的合成、調控等方面做了大量的研究，而通過基因工程手段提高糧食作物中花青素含量的研究還很少。本文對不同顏色籽粒玉米中參與花青素合成途徑的基因在授粉后不同時期的表達情況做了比較分析；分離玉米中調控花青素合成的兩個內源調控因子Lc和C1及金魚草（Antirrhi

2、num majus）中的兩個花青素調控因子Del和Rosea，分別構建過表達載體，轉化玉米自交系（鄭58），篩選花青素積累的轉基因植物；以鄭58為材料，建立了玉米EMS誘變群體，篩選高花青素含量的玉米株系。取得的主要研究結果概括如下：
　　 1.不同顏色玉米籽粒中參與花青素合成途徑基因的表達
　　 本研究對不同顏色玉米籽粒在授粉后不同時間花青素合成途徑中的結構基因（PAL、4CL、CHS、CHI、F3H、F3'H、F3'

3、5'H、DFR）和調控基因（Lc）進行了表達分析，結果表明，合成途徑上游基因（PAL、4CL、CHS、CHI）在籽粒的不同發(fā)育時期沒有明顯變化；而合成途徑下游基因（F3H、F3'H、F3'5'H、DFR）及調控基因（Lc）在授粉后20天表達明顯上調，此時是花青素開始逐漸積累的時期。在授粉后20天，F3H,F3'H,DFR等花青素合成的結構基因和調控基因LC在紅色、紫黑色和黑色玉米中表達量均比黃色玉米中高，PAL、4CL、CHS、CHI等

4、結構基因在不同顏色的玉米中表達量變化不大，可能是因為花青素合成的上游基因不僅參與花青素的合成，同時還參與類黃酮類物質的合成，在花青素的積累過程中基因的表達量變化不大，下游基因及調控基因的表達對花青素的積累有重要的作用。
　　 2.花青素調控因子表達載體的構建及遺傳轉化
　　 ① 在分離玉米花青素合成調控因子Lc和C1的基礎上，分別由CaMV35S啟動子驅動，同時克隆到植物表達載體pCAMBIA3301，得到pCAMBIA

5、3301-Lc-C1；利用上述表達載體轉化玉米自交系鄭58，得到了顏色加深的轉基因玉米。
　　 ② 在分離金魚草中花青素調控因子Del和Rosea的基礎上，分別由CaMV35S啟動子驅動，克隆到植物表達載體pCAMBIA3301，分別得到pCAMBIA3301-Del和pCAMBIA3301-Rosea；并將上述兩種表達載體轉化鄭58材料。
　　 3.通過EMS誘變獲得花青素含量提高的玉米突變體
　　 EMS誘變