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红花檵木(LoropetalumchinenseVar.rubrum)属于檵木的变种,因为突出的观赏特性,较强的适应性、抗逆性,耐修剪,可塑性强,繁殖容易等特点已广泛用于园林景观中作色雕、色块、灌木球,树桩盆景及与其它园林植物的配置应用。红花檵木自从上世纪八十年代在湖南被发现,生产上经苗农们不断的积极引种繁殖栽培和应用,曾一度带动了湖南浏阳市经济的长足发展,湖南浏阳也因此而有了“红花檵木之乡”的美誉,同时也成为了长江中下游地区具有丰富园林用途的主要彩叶植物之一。虽然期间也选育出了一些不同叶形、叶色、花色、花形等的变异类型和品种,但由于相关的基础研究比较薄弱,红花檵木新品种的选育基本上是依赖营养系选种,遗传改良和种质创新速度比较慢,现有品种还比较单一,叶色主要是紫红色,跟不上市场的进一步需求。因此,开展红花檵木与叶色相关的遗传改良及其机理阐释研究很有必要,可以为通过现代分子技术进行红花檵木叶色的遗传改良和人为调控奠定基础。查尔酮合成酶基因(Chalcone Synthase,CHS)是进入类黄酮和花色素苷次生代谢的第一个关键酶,CHS基因在这一代谢途径中扮演着极其重要的角色,CHS的表达活性、CHS基因的沉默、超表达或者基因突变都将直接或间接影响到该过程,从而影响整个类黄酮和花色素苷的总产量。因此本研究以“双面红型”红花檵木品种“大叶红”为材料,采用RT-PCR方法,开展了红花檵木叶片CHS基因克隆与表达分析研究,以期为红花檵木叶色的遗传改良及分子调控提供参考。主要研究结果如下:(1)建立了获得高纯度适合RT-PCR分析的红花檵木植物总RNA制备技术体系。本试验以红花檵木“大叶红”扦插苗和组培苗的嫩叶为材料,分别用改良CTAB法、改良SDS法、Trizol法和RNAplant plus Reagent法来提取RNA,其中改良SDS法和Trizol法无法提取,改良CTAB法能够提取出总RNA,但是质量不高。只有RNAplant plus Reagent法能够稳定提取出条带清晰、质量高的完整的总RNA。(2)通过逆转录PCR(RT-RCR)技术从红花檵木“大叶红”的嫩叶中克隆到了CHS基因的核苷酸序列,序列长度为927 bp,编码232个氨基酸,命名为“LcvrCHS1”(GenBank 登录号为 JQ609678)。(3)利用NCBI中的BLASTn进行序列比对,发现该序列与GenBank已登录的同样来源的核桃、山茶属植物CHS序列同源性达83%,与其它科植物(绣球花、葡萄、桃、马铃薯、甘草属)CHS序列同源性也达到80%以上;其编码的氨基酸序列与山茶属、葡萄、鳄梨、洋梨、沙梨、映山红CHS基因编码的氨基酸序列同样具有高度同源性,同源性高达98%。用SignalP3.0Server检测,结果显示LcvrCHS1编码的蛋白不含信号肽序列,属于非分泌蛋白。(4)对经过温度处理一周[30℃/22.7℃(昼/夜)、35℃/35℃(昼/夜)、40℃/35℃(昼/夜)、15.3℃/8.3℃(昼/夜)]的红花檵木组培苗叶色表型和CHS基因表达检测分析。发现35℃恒温处理的材料叶色明显转青,15.3℃/8.3℃处理的材料叶色则基本保持原状,30℃/22.7℃(昼/夜)处理的稍有转青的趋势;同时发现在35℃恒温处理下的材料基本上无CHS基因表达,在30℃/22.7℃(昼/夜)处理下有极微弱的表达,在15.3℃/8.3℃(昼/夜)处理条件下有大量表达。说明35℃恒温处理的材料叶色转青的主要诱因是一周35℃的高温,而其中的原因可能与CHS基因不表达有关。