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荷兰鸢尾‘玉妃’花色变异关键结构基因分析

2021-08-12林兵陈艺荃钟淮钦叶秀仙樊荣辉

中国农业科学 2021年12期
关键词:途径

林兵,陈艺荃,钟淮钦,叶秀仙,樊荣辉✉

1福建省农业科学院作物研究所,福州 350013;2福建省农业科学院农业工程技术研究所,福州 350013

0 引言

【研究意义】花色是观赏植物重要的性状特征[1],花色变异对丰富其花色具有重要意义,阐明花色变异机理,可为花色定向改良提供依据。【前人研究进展】荷兰鸢尾(Irishollandica)为鸢尾科(Iridaceae)鸢尾属(Irisspp.)秋植球根花卉。花姿优美、如鸢似蝶、花色艳丽,主要有白色、黄色和蓝紫色等色系[2]。许多植物中,由红到紫到蓝色花的形成主要由花色素苷途径控制,如茶树(Camelliasinensis(L.))、葡萄风信子(Muscari)、睡莲(Nymphaeaspp.)等[3-5]。花色素苷途径在F3H、F3'H和F3'5'H三个关键酶作用下,形成3个分支,形成3种不同的二氢黄酮醇,DFR选择性地催化3种二氢黄酮醇,形成相应的花青素苷。因此,3个羟化酶F3H、F3'H、F3'5'H活性的有无、强弱、DFR的底物催化选择性及FLS对底物的竞争性是决定花色的主要因素[6-7]。该途径结构基因的突变可能导致其编码的酶失活进而使植物中花色素苷含量降低,表型上会表现出颜色变浅、变白等特征[8-9]。荷兰鸢尾蓝紫色花的深浅主要由花色素苷的种类和含量、黄酮助色素的辅助着色及类胡萝卜素的含量三者共同作用,其中花色素苷的种类和含量为主控因素[10],且荷兰鸢尾花色素苷途径大部分相关酶和基因被挖掘和研究[11-13],这为花色研究奠定了基础。【本研究切入点】由于特定位点突变导致色素缺失,进而导致花色变浅或变白的可能分子机制存在广泛性和不确定性,例如,可能是某个基因、某个蛋白或某个转录因子的突变,使花色变浅或变白机理的研究难以澄清,这就需要更多的数据去解释花色变异原因。……

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