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孙翊等
, 2011,
瓜叶菊
F3H
同源基因表达与花青素苷合成的相关性分析
,
分子植物育种
Vol.9 No.68 (doi: 10.5376/mpb.cn.2011.09.0068)
1500
图
4
瓜叶菊
F3H
同源基因
Northern blot
分析
注
:
杂交使用瓜叶菊
F3H
同源基因的保守区作为探针
; 1~5
分别表示以
1
至
5
级发育阶段的蓝色系舌状花样本
; Tub
表示
表示蓝色系管状花样本
; Blue
表示表示蓝色系
1
级发育阶段
的舌状花提取的总
RNA; White
表示表示白色系瓜叶菊
1
级发
育阶段的舌状花提取的总
RNA;
Figure 4 Northern blot analysis of
F3H
homologous gene in
cineraria
Note: Hybridization use the conservative region of cineraria
F3H
homolog as the probe; 1~5 represents the material of 1~5
stage of blue series cineraria ligulate flowers respectively; Tub
represents the material of blue series cineraria tubular flowers;
Blue represents the total RNA of 1 stage blue series cineraria
ligulate flowers; White represents the total RNA of 1 stage
white series cineraria ligulate flowers
叶菊的舌状花中，
F3H
同源基因在表达水平上是相
同的。
2
结论和讨论
2.1
瓜叶菊中
F3H
同源基因在花青素苷合成途径中
的作用
本文以瓜叶菊不同色系品种作为实验材料，分
析基因表达与色素成分之间的关系。类黄酮成分的
紫外-可见吸收光谱分析表明，红色系、紫色系、
蓝色系舌状花中既含有花青素又含有花黄素，而白
色系舌状花中仅含有花黄素。
Southern blot
分析结果
表明，瓜叶菊
F3H
同源基因在仅含有花黄素的白色
系和还含有花青素的蓝色系瓜叶菊基因组上均至
少分布有
2
个拷贝。
Northern blot
分析结果显示，两
种颜色的瓜叶菊舌状花中均具有
F3H
同源基因的转
录本，且表达水平均相同，与是否含有花青素苷并
不直接相关。上述研究结果表明：瓜叶菊中
F3H
同
源基因不仅参与了花青素苷的合成过程，而且还参
与花黄素的合成过程。
2.2
瓜叶菊类黄酮成分及其检测方法
本研究利用紫外-可见吸收光谱分析技术对瓜
叶菊舌状花中类黄酮成分分析的结果表明，在白色
系仅含有花黄素，并不含有花青素苷。已有研究认
为，花青素苷元
(anthocyanidin)
主要种类天竺葵素
(pelargonidin)
、矢车菊素
(cyanidin)
和飞燕草素
(delphinidin)
在
0.01%
盐酸-甲醇溶液中的可见光吸
收峰分别为
520 nm
、
535 nm
和
546 nm
，即随着花青
素分子
B
环上羟基基团数目递增，这些色素的可见
光吸收峰值逐渐向红外光区偏移
(Tanaka et al., 1998)
。
本研究同样发现，红色系、紫色系和蓝色系的花青
素苷特征吸收峰依次向红外光区偏移。据此结果推
测，在瓜叶菊花色从红到蓝的变化过程中，随着蓝
色的不断增加，飞燕草素含量所占比重不断增加，
花青素苷成分是影响瓜叶菊舌状花着色的主要因素。
这与孙卫等
(2009)
利用高效液相色谱-光电二极管阵
列检测技术
(high-performance liquid chromatography
with a photodiode array detector, HPLC-PAD/DAD)
的研究结果是一致的。因此，对于已知化合物种类
的物种进行色素成分分析时，使用紫外-可见吸收
光谱法同样可以快速并有效地分析出类黄酮化合物
的类群，对于研究类黄酮成分分析和基因表达关系
的研究而言，它是一种是简便易行的方法。
2.3
F3H
同源基因表达与瓜叶菊花青素苷合成的
关系
对瓜叶菊
F3H
同源基因的表达分析发现，其在
瓜叶菊舌状花和管状花中均具有表达，说明该基因
并非舌状花特异性表达基因。研究还发现，该基因
在舌状花发育初期高峰度表达，随后表达丰度逐渐
降低。这一结果与胡可等
(2009)
采用
RT-PCR
的分析
结果略有差异。认为技术方法的不同是产生该差异
的主要原因。由于
RT-PCR
方法的局限性，认为
Northern blot
检测结果的更为准确。对比孙卫等
(2010)
对蓝色系花发育中总花青素苷含量变化趋势
的研究结果发现，
F3H
同源基因的表达时期显著早
于花青素苷的合成。据此推测，在蓝色花发育初期
由于该基因的高丰度表达合成的大量
F3H
，并催化
合成了二氢黄酮醇，经过下游酶的催化，在发育中
期积累了最大含量的花青素苷。据此结果可以推
测，
F3H
同源基因的表达是瓜叶菊花青素苷合成的
必要条件。
研究中还发现，
F3H
同源基因在含有花黄素白
色系和蓝色系中的表达情况相同。据此推断在它们
的舌状花中均有二氢黄酮醇的合成。已有研究发
现，在紫苏
(
Perilla frutescens
)
中，
F3H
同源基因仅