荷兰鸢尾突变株‘紫韵’的花色突变相关机理分析

作者：林兵; 陈艺荃; 方能炎; 钟淮钦; 叶秀仙; 樊荣辉^*

来源：西北植物学报, 2021, 41(09): 1509-1515.

• 荷兰鸢尾
• 花色素苷
• 转录组分析
• 花青素3-O葡萄糖转移酶基因

为了探索荷兰鸢尾蓝紫色花及突变紫色花的显色分子机制及色素沉积差异,该研究以蓝紫色野生型‘展翅’和紫色突变株‘紫韵’为材料,通过花色素苷测定、转录组测序和qRT-PCR方法对花色变异进行分析。结果表明:(1)紫色突变株‘紫韵’花旗瓣中的总花色素苷含量(392.7μg·g-1)显著低于野生型‘展翅’(543.5μg·g-1);与‘展翅’相比,‘紫韵’有3种花色素苷含量显著下降[矢车菊素-3-芸香糖苷含量由144.42μg·g-1降为46.39μg·g-1,矮牵牛素-3-(6-鼠李糖基-2-木糖基葡萄糖苷)含量由61.86μg·g-1降为31.67μg·g-1,矢车菊素-3-(2G-木糖基芸香糖苷)含量由25.22μg·g-1降为7.65μg·g-1],但6-羟基矢车菊素-3-葡萄糖苷含量由5.88μg·g-1升为10.34μg·g-1。(2)RNA-seq分析共获得46 530个unigenes,与‘展翅’相比,‘紫韵’有43个基因上调表达,73个基因下调表达;层次聚类分析发现,花色素苷途径中共有2个差异表达基因——查尔酮合成酶(CHS)基因(IhCHS1)和花青素3-O葡萄糖转移酶(UFGT)基因(IhUFGT1),且二者均下调表达。(3)qRT-PCR分析表明,随着花的发育,IhUFGT1在2个品种中表达量均上升,始花期达到最高,且在‘紫韵’花中的表达明显低于‘展翅’。研究认为,4种花色素苷含量的显著变化,可能是导致花色由野生型‘展翅’蓝紫色向突变株‘紫韵’紫色方向转变的主要原因;IhUFGT1基因在紫色‘紫韵’花中表达量比‘展翅’相对大幅度的降低,致使花色素苷含量相应变化,最终导致花色由蓝紫色转为紫色。

• 单位
  福建省农业科学院