光温对叶菜型甘薯叶片花青素合成及相关酶基因表达的影响-核农学报.pdf

８ 核 农 学 报　 ２０１７，３１（１）：０００８～００１３ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ＮｕｃｌｅａｒＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ 文章编号：１０００⁃８５５１（２０１７）０１⁃０００８⁃０６ 光温对叶菜型甘薯叶片花青素合成及 相关酶基因表达的影响 李国良　 刘中华　 许泳清　 张　 鸿　 李华伟 纪荣昌　 罗文彬　 邱思鑫　 汤　 浩　 邱永祥∗ （福建省农业科学院作物研究所／ 农业部南方薯类科学观测实验站，福建 福州　 ３５００１３） 摘　 要：为了研究光照和温度对紫叶甘薯叶片花青素合成的影响及其调控机制，以福菜薯２３ 号为材料， 分别用不同的温度和光质处理后测定叶片花青素含量及相关酶基因的表达量。 结果表明，叶片花青素 含量及其生物合成结构基因不呈线性正相关；高温对福菜薯２３ 号叶片花青素合成具有抑制作用，主要 是下游基因ＤＦＲ 和Ｆ３Ｈ 的表达受到抑制；与白光相比，蓝光促进福菜薯２３ 号叶片花青素的合成，红光 抑制花青素合成，混合光差异不大，尽管老叶的花青素含量高于新叶，但新叶花青素生物合成基因４ＣＬ、 ＣＨＳ、ＤＦＲ 和Ｆ３Ｈ表达量高于老叶片。 本研究结果对提高叶菜型甘薯花青素含量具有指导意义。 关键词：光照；温度；甘薯；花青素合成；基因表达 ＤＯＩ：１０．１１８６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１００⁃８５５１２０１７０１．０００８ 　 　 甘薯（Ｉｐｏｍｏｅａ ｂａｔａｔａｓ）属于旋花科甘薯属植物，是 连接酶（４ －ｃｏｕｍａｒａｔｅ：ＣｏＡ ｌｉｇａｓｅ，４ＣＬ）、查尔酮合成 ［１］ 酶（ｃｈａｌｃｏｎｅｓｙｎｔｈａｓｅ，ＣＨＳ）、 查 尔 酮 异 构 酶 我国传统的粮食作物， 同时兼具经济作物的特点 。 叶菜型甘薯是指以甘薯嫩梢、叶柄等作为食用部位的 （ｃｈａｌｃｏｎｅｉｓｏｍｅｒａｓｅ， ＣＨＩ）、 黄 烷 酮 ３ － 羟 化 酶 一种蔬菜专用型甘薯品种，因富含维生素Ｂ、铁、钙、锌 （ｆｌａｖａｎｏｎｅ３－ｈｙｄｒｏｘｙｌａｓｅ，Ｆ３Ｈ）、二羟基黄酮醇还原 ［２］ 酶（ｄｉｈｙｄｒｏｆａｖｏｎｏｌ４ －ｒｅｄｕｃｔａｓｅ，ＤＦＲ）及花青苷合成酶 和蛋白质等营养物质而深受人们的喜爱 。 近年来 福建省农业科学院作物研究所选育出了叶菜型甘薯新 （ａｎｔｈｏｃｙａｎｉｎ ｓｙｎｔｈａｓｅ，ＡＮＳ），催化合成不同的代谢产 品种福菜薯２３号，其茎尖除了含有普通叶菜型甘薯的 物，形成复杂的黄酮类化合物代谢网络（图１）；其转录 营养物质外，还富含大量花青素类物质，故呈紫色。 花 调控因子主要有２类：一种是ＭＹＢ 转录因子和ＷＤ４０ 青素是一类水溶性的色素，主要存在于植物表皮细胞 蛋白二元复合体协同调控，另一种是 ＭＹＢ、ｂＨＬＨ、 ［１０］ 的液泡中，决定着被子植物叶片、花、果实和种皮等的 ＷＤ４０ 形成三元复合体协同调控 。 研究表明植物 ［３］ 花青素易受外界环境的影响，主要包括光照（光强和 颜色 。 花青素具有很强的抗氧化活性，具有促进人 ［３］ ［４］ ［５－６］ 光质）、温度和糖类物质 。 前人的研究主要集中在 视网膜上皮细胞的生成 、保护肝脏 、抗肿瘤和降 ［７－８］ 甘薯薯块