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环境胁迫下大头芥花青素积累及其相关结构基因的表达

2012-02-23

中国蔬菜 2012年6期
关键词:途径

(西南大学园艺园林学院,重庆市蔬菜学重点实验室,南方山地园艺学教育部重点实验室,重庆400715)

大头芥〔Brassica juncea(L.)Czern.et Coss.var.megarrhizaTsen et Lee〕为根芥的一个变种,其中红叶大头芥(以下简称红叶芥)在三峡库区长江流域栽培面积大、经济产量高。其肉质根主要做腌渍用,营养丰富、味道鲜美;其叶片可作为天然红色素提取的优质原料,具有重要的经济价值。通过对红叶芥色素的LC-MS 分析表明,红叶芥叶片中的红色素主要由矢车菊素构成(张欣,2008),矢车菊素是常见的6 种花青素之一。花青素代谢途径是类黄酮代谢的一个重要分支。花青素的生物代谢起始于苯丙氨酸,通过苯丙氨酸解氨酶PAL,查尔酮合成酶CHS,查尔酮异构酶CHI,黄烷酮-3′-羟化酶F3′H,二氢黄酮醇还原酶DFR 以及花青素合成酶ANS等关键酶参与的一系列酶促反应合成,随后经过不同的羟基化、甲基化和酰基化的修饰后转运到液泡中汇集。这些直接调控花青素形成的关键酶类主要是通过花青素生物合成途径中结构基因转录而来,所以花青素代谢途径的调控主要发生在结构基因的转录水平上,受多种转录因子在不同时间、空间上的调控,还有一些受到转录后调控(包满珠,1997;张宁 等,2008)。

花青素类色素广泛存在于葡萄、血橙、紫甘蓝、蓝莓、紫甘薯、矮牵牛等高等植物组织中,其生物合成途径现在也已经有相当深入的研究(Fabienne & Christiane,1999;Cotroneo et al.,2006;Hironori et al.,2007;Lu et al.,2009)。植物花青素生物合成主要是受到外界环境因素的影响,这些环境因素主要包括光照(光照强度、光质和光照时长等)、温度、逆境胁迫、元素缺失等,环境因素的影响使花青素合成的结构基因和调控基因表达上调或表达下调,促进或抑制花青素的合成与积累,最终使植物表现出不同的叶色或花色(Koes et al.,2005;……

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