《荔枝果皮花色素苷生物合成的分子機理及其調控》是依託華南農業大學，由王惠聰擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：荔枝果皮花色素苷生物合成的分子機理及其調控
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王惠聰
- 依託單位：華南農業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
我國是荔枝原產國和主產國，擁有豐富種質資源。本項目以成熟時果皮呈紫紅色、鮮紅色、橙黃色和綠色等不同色澤表型的荔枝品種或株係為試材，在比較其花色素苷組成和花色素合成關鍵酶活性、揭示荔枝果皮花色苷生物合成與果實色澤表型的內在聯繫的基礎上，深入探討影響荔枝果實花色素苷合成的關鍵因子及其調控的分子機制。項目採用HPLC－DAD－MS等方法分析不同色澤表型荔枝果皮中花色素苷含量和組成的差異，並通過同源系列法和RT-PCR技術克隆荔枝果皮花色素苷生物合成的結構基因和調控基因；比較這些基因在不同色澤表型荔枝的表達差異，進行基因表達特性、花色素苷和色澤表現的關聯分析，從而找到決定色澤差異的關鍵基因，結合關鍵基因和關鍵酶的調控分析，深入揭示荔枝果實花色素苷生物合成的分子機理，豐富果實色澤及其調控的知識，以期為生產上進行果實色澤的調控提供一定的理論依據，也為通過基因工程的手段改良果皮色澤積累有關的基礎資料。
結題摘要
三年來按計畫了進行項目內容的研究並有所拓展，在花色素苷生物合成及其與相關結構和調控基因表達和相關酶活力關係，果皮花色素苷組分等方面取得了很大的進展。主要成果包括：（1）首次對荔枝的著色類型進行了劃分，根據荔枝果實花色素苷和葉綠素的含量和分布，將荔枝分成三種不同的著色類型：不紅類型（Non-red type）如‘魁星青皮甜’、‘鴨姆籠’和‘永興2號’；不均勻紅類型（Uneven-red type）如‘妃子笑’和‘三月紅’；均勻紅色類型（Even-red type）如‘白蠟’、‘白糖罌’、‘桂味’、‘糯米糍’和‘桂糯’等；（2）明確了荔枝果皮花色苷組分，並探討花色苷組分在荔枝品種分類的可能性：確定了荔枝果皮中主要的花色素苷為矢車菊色素-芸香糖苷和矢車菊色素-3-葡萄糖苷，發現荔枝果皮中的花色素苷含量受外界環境條件和農藝措施影響大，而花色苷的組分主要是有遺傳決定的；（3）通過同源序列法等成功克隆了荔枝果實花色素苷生物合成途徑中的LcCHS、LcCHI、LcDFR、LcF3H、LcANS和LcUFGT等結構基因，並通過在不同著色類型、不同著色階段以及不同調控處理下表達分析，得出了LcUFGT是荔枝果實花色素苷合成中的關鍵的結構基因，獲得了相關基因的全長並對功能進行了分析；（4）在酶學研究方面發現UFGT酶活性與果皮中花色苷積累呈明顯的正相關，印證了UFGT在花色苷積累中的關鍵作用。（5）克隆了可能參與荔枝果皮花色素苷生物合成相關調控基因的cDNA全長序列，分析了部分結構基因和三類轉錄因子的時空表達情況，以12個不同著色類型品種（株系）的荔枝果皮，不同生長調節劑和套袋處理‘妃子笑’荔枝果皮為材料，重點探討了LcMYB1的表達與果皮著色的關係，構建了LcMYB1的植物表達載體，並對菸草進行了遺傳轉化。（6）構建了荔枝果實不同著色階段的SSH文庫，篩選荔枝果皮轉色過程中差異表達的基因：經過菌液PCR和反向Northern雜交，測序，Blast分析，共得到100個差異表達ESTs，包括95個已知功能的ESTs和5 個未知功能的ESTs。該文庫中有AP2/ERF域和NAC等控制果實發育和次生代謝的轉錄因子，ACC氧化酶，S-腺苷甲硫氨酸合成酶，14-3-3和pp2c蛋白等與乙烯和ABA調控果實成熟相關的基因。
