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梅花不同花色品种及开花阶段类黄酮代谢物测定与分析

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中国农业科学 2023年第9期56卷 1760-1774页

作者：吴思惠朱欢欢张俊卫包满珠张杰华中农业大学园艺林学学院/果蔬园艺作物种质创新与利用全国重点实验室

【目的】花色是梅花（Prunus mume）极其重要的观赏性状，类黄酮是梅花花瓣中的主要色素，但目前关于梅花类黄酮化合物的组成及其与花色关系的研究较少。研究梅花类黄酮化合物可为梅花花色形成机理以及梅花类黄酮资源开发提供参考。【... 详细信息

【目的】花色是梅花（Prunus mume）极其重要的观赏性状，类黄酮是梅花花瓣中的主要色素，但目前关于梅花类黄酮化合物的组成及其与花色关系的研究较少。研究梅花类黄酮化合物可为梅花花色形成机理以及梅花类黄酮资源开发提供参考。【方法】本研究选取4个代表花色的梅花品种盛花期及两个品种花色变化关键时期花瓣作为试验材料，首先采用RHSCC比色卡比色法和色差仪测定不同品种各时期花瓣的花色表型，用高效液相色谱质谱联用技术（high performance liquid chromatography-mass spectrometry,HPLC-MS）对各品种不同开花时期的类黄酮组成进行定性、定量研究，进一步通过Duncan检验和正交偏最小二乘判别分析不同花色品种间差异代谢物以及开花过程中与花色变化相关的类黄酮代谢物。【结果】在梅花花瓣中共鉴定出25种黄酮类化合物。其中，红色‘白须朱砂’和紫红色‘虎丘晚粉’的主要成分为花青素类化合物，‘白须朱砂’和‘虎丘晚粉’间矢车菊素及其衍生物含量存在差异。从大蕾期到盛花期，‘白须朱砂’红色逐渐变浅，矢车菊素-3-O-葡萄糖苷和芍药花素-3-O-葡萄糖苷的含量也逐渐下降。黄绿色‘变绿萼’和纯白色‘三轮玉蝶’所含主要类黄酮化合物为槲皮素及其衍生物，‘变绿萼’和‘三轮玉蝶’间槲皮素衍生物含量存在差异。【结论】不同花色品种梅花的类黄酮化合物含量不同，有医药价值的类黄酮化合物在各品种中均有分布。其中，矢车菊苷和芍药花苷含量差异可能与红色梅花花色差异有关，而槲皮素衍生物可能影响黄绿色梅花花色形成。本研究首次对不同花色梅花品种类黄酮代谢物进行了鉴定及差异分析，从代谢层面初步认识了不同花色梅花品种以及梅花开花过程中的差异及变化，研究结果对进一步理解梅花花色差异原因及梅花类黄酮资源开发提供了参考。

关键词：梅花花色类黄酮化合物高效液相色谱质谱联用

遮荫对‘花手鞠’绣球花色和花青素苷组成的影响

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园艺学报 2023年第7期50卷 1467-1481页

作者：杨君孔羽刘群录叶康秦俊上海辰山植物园城市园艺技术研发和推广中心上海201602 上海交通大学设计学院上海200240

以‘花手鞠’绣球(Hydrangea macrophylla‘Hanatemari’)为试材,研究全光照和50%遮荫对其不同开花时期花色和花青素苷组成的影响。采用英国皇家园艺学会比色卡和测色仪测定花色表型;利用高效液相色谱质谱联用技术(LC–MS)定性和定量分... 详细信息

以‘花手鞠’绣球(Hydrangea macrophylla‘Hanatemari’)为试材,研究全光照和50%遮荫对其不同开花时期花色和花青素苷组成的影响。采用英国皇家园艺学会比色卡和测色仪测定花色表型;利用高效液相色谱质谱联用技术(LC–MS)定性和定量分析花青素苷组分,并测定色素生物合成关键酶活性和金属离子含量等生理指标;运用多元线性回归法分析花色和生理指标间的关系。结果表明:与全光照相比,50%遮荫的萼片红度值(a^(*))更低,黄度值(b^(*))更高,在色彩上更偏粉色;从盛花期到末花期,全光照的花萼红度值(a^(*))下降88.90%;而50%遮荫仅下降65.67%,有效减缓了花萼的褪色速率。花萼中共检测到矢车菊素、天竺葵素、飞燕草素、锦葵素和矮牵牛素等5种花青素苷元形成的11种花青素苷;主要组分为飞燕草-3-O-葡萄糖苷,占总花青素苷组分的92.12%,是‘花手鞠’花萼主要的呈色物质。50%遮荫有利于花青素苷的累积,其总花青素苷含量(1286.96μg·g^(-1)FW)较全光照(944.10μg·g^(-1)FW)显著增加了36.32%;初开期苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性和查尔酮异构酶(CHI)活性较高,现蕾期50%遮荫下PAL酶活性显著高于全光照;遮荫并未引起花萼中Al、Fe、Ca和Mg元素含量的显著变化。多元回归结果显示,飞燕草素、锦葵素和矮牵牛素的累积有利于绣球花萼呈现红色;总花青素苷含量对绣球花萼呈色起主导作用,并与总黄酮、总酚、PAL酶和CHI酶协同作用,共同影响花色的呈现。

关键词：绣球花青素苷花色遮荫

映山红亚属内品种间杂交F_(1)代花色苷种类及定量分析

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北京林业大学学报 2022年第5期44卷 105-114页

作者：夏溪龚睿奉树成张春英上海植物园上海城市植物资源开发应用工程技术中心上海200231

【目的】花色是植物的重要观赏性状,花色苷在花色呈现中起着决定性作用。对花色苷种类及其含量进行分析,可以为解析花瓣呈色的机理奠定基础。【方法】本研究以映山红亚属3个杂交组合的双亲及其子代共36份样品为对象,利用超高效液相色谱... 详细信息

【目的】花色是植物的重要观赏性状,花色苷在花色呈现中起着决定性作用。对花色苷种类及其含量进行分析,可以为解析花瓣呈色的机理奠定基础。【方法】本研究以映山红亚属3个杂交组合的双亲及其子代共36份样品为对象,利用超高效液相色谱四极杆飞行时间质谱仪定性定量检测花瓣中花色苷的组分,并分析花色苷在亲子代中的分离变化规律。【结果】本研究中共检测到17种化合物,其中芍药色素3-O-半乳糖苷、飞燕草素3-半乳糖苷、锦葵素3-O-半乳糖苷和矮牵牛素3-半乳糖苷首次在映山红亚属植物中检测到。映山红亚属植物中的花青素以矢车菊素和芍药色素为主,且主要以阿拉伯糖苷的形式存在。其中矢车菊素3-阿拉伯糖苷、矢车菊素3-O-葡萄糖苷和芍药色素与映山红亚属花瓣的红色着色相关。飞燕草素3-阿拉伯糖苷、飞燕草素3-O-葡萄糖苷、锦葵素3-阿拉伯糖苷和锦葵素3-O-葡萄糖苷与映山红亚属花瓣的紫色着色相关,矮牵牛素3-O-阿拉伯糖苷与花瓣紫红色着色相关。花色苷的分离分析结果表明,矢车菊素类和芍药色素类糖苷表现出超亲遗传的特性,锦葵素3-阿拉伯糖苷、锦葵素3-O-葡萄糖苷、矮牵牛素3-O-阿拉伯糖苷表现出偏向父本遗传的特性。【结论】本研究从花色苷种类和含量角度解析了映山红亚属花色呈色机制,同时也为花色育种的亲本选择提供了参考资料。

关键词：映山红亚属花色苷花色液质联用

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类胡萝卜素介导的植物花色调控机制研究进展

南京林业大学学报（自然科学版） 2022年第6期46卷 73-82页

作者：郝兆东施季森陈金慧南京林业大学南方现代林业协同创新中心南京林业大学林学院江苏南京210037

花色是一种重要的花性状,对于有花植物的观赏园艺、生殖生态以及物种演化均具有非常关键的作用。有花植物花着色的关键决定因素是花色素的合成和沉积。类胡萝卜素作为一类重要的天然色素,不仅具有营养和药理特性,同时还是许多有花植物... 详细信息

花色是一种重要的花性状,对于有花植物的观赏园艺、生殖生态以及物种演化均具有非常关键的作用。有花植物花着色的关键决定因素是花色素的合成和沉积。类胡萝卜素作为一类重要的天然色素,不仅具有营养和药理特性,同时还是许多有花植物花着色的呈色色素。笔者对植物中的类胡萝卜素代谢途径及相关基因进行了梳理,并着重总结了类胡萝卜素代谢基因的表达及其转录调控对植物花着色的影响。当前,已知花中类胡萝卜素代谢基因的表达与类胡萝卜素积累及花着色紧密相关,但是关于这些基因在花中的转录调控机制研究还处于起步阶段。植物的花器官似乎采取了与叶、果实等其他器官完全不同的策略来精细调控类胡萝卜素的生物合成与积累,并且不同植物间尚未发现共通之处。笔者基于目前的研究进展,对未来类胡萝卜素介导的花着色调控机制研究进行了展望,认为随着高通量组学技术和现代分子生物学技术的迅猛发展,可尝试结合基因组、转录组、代谢组及最新的单细胞组学和空间组学等多组学技术和遗传转化及以CRISPR/Cas9为代表的基因组编辑技术,构建多种植物花着色过程中类胡萝卜素代谢的特异性分子调控网络,以期为进一步研究类胡萝卜素介导的花色变异与演化及花色育种提供有益参考。

关键词：花色类胡萝卜素色素代谢通路转录调控

木槿开花过程中花色素的变化规律及其影响因素

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植物研究 2023年第4期43卷 550-561页

作者：李浙浙张一丹王波王郑昊王璐程蓓蓓河北科技师范学院秦皇岛066000 河北省特色园艺种质资源挖掘与创新利用重点实验室秦皇岛066000 泰安市时代园林科技开发有限公司泰安271000 泰安市徂徕山林场泰安271000

为探究木槿(Hibiscus syriacus)在开花过程中的花色变化规律和pH、金属离子、水分含量等理化因素对木槿花色的影响,以‘千丝绊’和‘白色雪纺’木槿不同开放时期的花瓣为研究对象,通过色彩色差仪、离子发射光谱仪、高效液相色谱-质谱法... 详细信息

为探究木槿(Hibiscus syriacus)在开花过程中的花色变化规律和pH、金属离子、水分含量等理化因素对木槿花色的影响,以‘千丝绊’和‘白色雪纺’木槿不同开放时期的花瓣为研究对象,通过色彩色差仪、离子发射光谱仪、高效液相色谱-质谱法等对木槿花瓣花色素的组成及其理化因子进行探究。结果表明(:1)在花色素的组成方面,两个品种的花瓣中共检测鉴定出槲皮素-3-葡萄糖苷、木犀草素-7-O-葡萄糖苷、圣草酚-7-O-葡萄糖苷等10种类黄酮物质,在‘千丝绊’木槿中检测鉴定出锦葵素-3-O-葡萄糖苷等5种花色苷‘,白色雪纺’中未检出花色苷。(2)在开放过程中花色亮度增加,色彩度降低,颜色分别从紫红色变为淡紫色,淡黄色变为白色‘。千丝绊’木槿在开花过程中,花色素的组成不变,各花色苷含量和总花色苷含量逐渐下降。(3)‘千丝绊’和‘白色雪纺’木槿中的花瓣pH均表现酸性,过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)活性在不同时期间均表现显著性差异(P花色苷是木槿花瓣花色变化的物质基础,花色变化过程除与花色苷含量相关外还与钙、铁、锰等金属离子含量等因素密切相关,PPO活性是促进白花品种黄酮类物质降解的潜在生化因素。

关键词：木槿花色花色素黄酮类物质影响因素

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萱草花色育种研究进展

植物生理学报 2023年第1期59卷 1-12页

作者：田蔼茜秦巧平张志国倪迪安上海应用技术大学生态技术与工程学院上海201418

花色是评定园艺植物观赏价值、商业价值的主要因素之一。培育和改良观赏植物花色新品种的前提是了解花色形成的机理及其调控机制。萱草色彩艳丽、姿态优美,是三大宿根花卉之一。本文概述了萱草花形态、着色类型、色素合成与调控、遗传... 详细信息

花色是评定园艺植物观赏价值、商业价值的主要因素之一。培育和改良观赏植物花色新品种的前提是了解花色形成的机理及其调控机制。萱草色彩艳丽、姿态优美,是三大宿根花卉之一。本文概述了萱草花形态、着色类型、色素合成与调控、遗传改良等方面的研究进展,以期为后续培育萱草不同花色新品种提供参考。

关键词：萱草花色类黄酮花青素

基于转录组分析揭示双色花莲‘大洒锦’花色形成机理

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园艺学报 2022年第2期49卷 365-377页

作者：邓娇苏梦月刘雪莲欧克芳户正荣杨平仿湖北大学生命科学学院生物催化与酶工程国家重点实验室武汉430062 贵州师范大学荞麦产业技术研究中心贵阳550001 武汉市园林科学研究所武汉430081

红白双色花莲品种‘大洒锦’花瓣的红色是由花色苷积累引起的,花色苷的积累与花瓣细胞酸化有关。转录组学分析发现,在红色和白色花瓣区域中共鉴定到91个差异表达基因。根据GO功能可分为分子功能、细胞组分和生物学过程3大类,其中较多基... 详细信息

红白双色花莲品种‘大洒锦’花瓣的红色是由花色苷积累引起的,花色苷的积累与花瓣细胞酸化有关。转录组学分析发现,在红色和白色花瓣区域中共鉴定到91个差异表达基因。根据GO功能可分为分子功能、细胞组分和生物学过程3大类,其中较多基因与氧化还原活性、叶绿体类囊体和光合作用相关。KEGG代谢途径分析表明富集在代谢途径、光合作用和半乳糖代谢分支上的基因数量较多。与叶绿体和光合作用相关的差异表达基因有14个且均在红色花瓣区域下调,其中有1个是类囊体形成蛋白1基因(THF1),其低水平表达与类囊体结构异常相符。与花瓣发育相关的几个转录因子YABBY和b HLH,预测能与THF1基因的启动子结合。此外,与生长素和赤霉素合成相关及与细胞发育相关的基因在红、白花瓣区域中的差异表达使花瓣形成中凹边缘上卷的形状。推测花色苷在花瓣边缘的红色区域选择性积累与花瓣的发育相关联,即调控花瓣发育的基因可能也同时调控花色苷的积累过程,可能涉及到类囊体发育、pH的调控和细胞发育。

关键词：莲双色花形成机理花色花色苷花瓣发育转录组学

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植物花瓣呈色机理及花色分子育种

生物技术通报 2023年第5期39卷 23-31页

作者：张和臣袁欣高杰王校晨王慧娟李艳敏王利民符真珠李保印河南省农业科学院园艺研究所郑州450002 河南科技学院园艺园林学院新乡453003

植物花瓣呈色的主要化学物质包括类黄酮/花青素苷、类胡萝卜素和甜菜色素。其中类黄酮/花青素苷是分布最广泛的色素,决定大多数植物花瓣的呈色;类胡萝卜素在一些植物黄色至橙红色花瓣中起着作用;而甜菜色素主要存在于石竹目植物,包含甜... 详细信息

植物花瓣呈色的主要化学物质包括类黄酮/花青素苷、类胡萝卜素和甜菜色素。其中类黄酮/花青素苷是分布最广泛的色素,决定大多数植物花瓣的呈色;类胡萝卜素在一些植物黄色至橙红色花瓣中起着作用;而甜菜色素主要存在于石竹目植物,包含甜菜红素和甜菜黄素。目前,关于色素生物合成的分子网络已被解析,主要由一系列结构基因控制;一些与色素合成相关的调控因子在很多植物中被鉴定发现。另外,基于外源基因表达或内源基因编辑的分子育种在一些观赏植物的花色改良中被成功应用。本文系统性总结了植物中3种类型色素合成的分子基础、调控机制及分子育种应用等方面的研究进展;将有助于提高我们对植物色素合成分子调控网络的认识,并以期为今后开展花色分子设计育种提供理论支持。

关键词：花色类黄酮类胡萝卜素甜菜色素分子机制

滨海前胡(伞形科)的后选模式指定及其花色释疑

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植物资源与环境学报 2022年第5期31卷 92-94页

作者：周伟吴宝成李慧敏宋春凤江苏省中国科学院植物研究所(南京中山植物园)江苏省植物资源研究与利用重点实验室江苏南京210014

1784年Thunberg描述并发表滨海前胡(Peucedanum japonicum Thunb.),但未明确指定模式标本。通过标本检查以及原始文献分析,依据最新的《国际藻类、菌物和植物命名法规》(深圳法规)中规则9.1和9.4,为其指定了后选模式。通过野外调查及比... 详细信息

1784年Thunberg描述并发表滨海前胡(Peucedanum japonicum Thunb.),但未明确指定模式标本。通过标本检查以及原始文献分析,依据最新的《国际藻类、菌物和植物命名法规》(深圳法规)中规则9.1和9.4,为其指定了后选模式。通过野外调查及比较《中国植物志》、《Flora of China》和《Flora of Taiwan》等文献,进一步确认滨海前胡的花色为白色。

关键词：滨海前胡伞形科后选模式花色