论文部分内容阅读
红叶桃春季新发嫩枝的叶片颜色红艳,但随着夏季高温来临红叶桃叶片会出现"返青"现象,其叶片中花色苷含量降低,颜色也逐渐变为绿色,从而降低红叶桃的观赏价值,而且缩短了红叶桃的观赏期,这样给红叶桃的生产和应用产生了严重的影响。然而部分早熟桃品种叶片在春季时颜色浓绿,而在夏季果实采收后叶片会出现逐渐变红的现象,其特殊的呈色期可以弥补红叶桃"返青"期的不足,在园林育种应用中具有很大的开发前景,同时也能丰富彩叶植物呈色机理的理论研究。本研究以红叶桃(Pruus persica f.atropupurea)品种’筑波 5 号’、’洛格红叶’、早熟桃(Prnus persica L.)品种’早美’、’春蕾’以及绿叶桃(Prunuspersica)品种’京蜜’为试材,分别在春夏秋三个季节采样测定5个桃品种叶片花色苷含量和色差等生理指标,分析了桃叶片中花色素苷生物合成途径中相关结构基因(CHS、CHI、F3H、F3’H、DFR、LDOX、UFGT)和调控基因(MYB10、bHLH3、WD40、MYBPA1、MYB15、MYB16、MYB111、MYB123)的表达,并探讨了 5个桃品种叶片花色素苷生物合成途径中相关结构基因与叶片花色素苷含量、色差等生理指标的相关性。本研究主要结果如下:1、以红叶桃筑波5号(Prunus persicaf.atropurp f.)为试材,采用RT-PCR方法从红叶桃cDNA中克隆得到MYB10基因,提交GenBank注册,注册号为KP315904。通过生物信息学分析,红叶桃MYB10基因开放阅读框全长678bp,编码225个氨基酸,蛋白质分子量为26.56kDa,等电点为8.97。氨基酸序列同源性比较发现,红叶桃MYB10基因与同桃MYB10基因的同源性最高,相似性为97%,在系统进化树中位于同一进化分枝上,并且红叶桃MYB10基因与蔷薇科MYYB10基因都具有较高同源性。其蛋白质结构分析可得:含有34.22%的α-螺旋结构,10.67%的β-折叠结构,40%的无规则卷曲及15.11%的延伸链,无信号肽、不跨膜,是一个膜内蛋白。通过三级结构预测,可以直观地看到红叶桃MYB10蛋白中α-螺旋、β-转角、无规卷曲和延伸链形态以及其蛋白质折叠空间结构构象的变化。亚细胞定位分析预测最可能在细胞质中。并通过磷酸化位点分析得:苏氨酸磷酸化位点2处,丝氨酸磷酸化位点1处,无酪氨酸磷酸化位点。荧光定量PCR结果表明,MYBB10基因表达量与红叶桃叶片花色苷合成呈正相关,则该基因可能与红叶桃花色苷代谢调控有关。因此,可推测该基因属于MYB基因家族成员,可能在参与红叶桃叶片花青苷代谢过程中的调控起着重要作用。2、红叶桃两个品种花色素苷含量在夏季下降,秋季又回升;早熟桃两个品种夏季采果后,叶片逐渐变红,花色素苷含量一直增加;绿叶桃其叶片一直处于绿色,花色素苷含量基本保持不变。色差L*、a*、b*值的变化与5种桃品种中花色素苷含量相对应的。其中调控基因(MYB10、WF40、MYBPA1、MYB16、MYB111)和结构基因(CHS、CI、F3’H、DF’H、LDOX、UFGT)的表达水平与桃叶片中花色素苷含量高低呈正相关,对桃叶片中花色苷生物合成积累起到一定的调控作用;而基因MYB15和MYB123的表达水平与桃叶片中花色素苷含量高低呈现负相关;基因F3H和bHLH3在三个季节的5个桃品种叶片中的表达都较高。本研究为今后彩叶植物花色苷代谢途径中相关基因转基因的应用以及控制植物叶色等具有非常重要的理论指导意义。