菊花花色嵌合體色素代謝及變異機(jī)理的研究.pdf

1、菊花(Chrysanthemum morifolium)是菊科菊屬多年生宿根花卉,居“四大切花”之首,原產(chǎn)我國(guó)。豐富的花色變異是其最重要的觀賞性狀之一,現(xiàn)已選育出了除藍(lán)色系以外的七大色系,以及各種奇異的花色品種,比如雙色花、間色花和復(fù)色花等。菊花花色嵌合體花色形態(tài)多樣,觀賞價(jià)值較高,是菊花育種的重要品種資源,也是研究花色遺傳規(guī)律、形成機(jī)理及調(diào)控機(jī)制的理想材料。
　　本研究室發(fā)現(xiàn)一種菊花花色嵌合體呈黃-紫雙色嵌合表型(暫命名為‘su

2、-07’)。常規(guī)扦插繁殖能夠保持其嵌合性狀,但對(duì)嵌合花色的形成機(jī)制和遺傳機(jī)理尚不清楚。
　　本研究以該菊花花色嵌合體為試驗(yàn)材料,在了解花色嵌合體生物學(xué)特性的基礎(chǔ)上,初步研究了不同顏色花瓣中花色素的主要成分及差異,克隆了相關(guān)差異基因的cDNA序列,并通過(guò)實(shí)時(shí)定量PCR技術(shù)探討了花色素合成相關(guān)基因在不同顏色花瓣中的表達(dá)特征,取得了以下主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
　　1.通過(guò)對(duì)菊花花色嵌合體生物學(xué)特性的調(diào)查與分析,初步探明菊花花色嵌合體為光敏

3、感型植物;在蘇州地區(qū)8月初開(kāi)始花芽分化,經(jīng)60天左右完成分化過(guò)程;嵌合植株可分為4種花色表型,嵌合花色可分為5種基本形態(tài);嵌合植株和紫色植株屬于混合型嵌合體,而黃色植株屬于周緣嵌合體。
　　2.應(yīng)用形態(tài)學(xué)、栽培學(xué)及組織培養(yǎng)技術(shù)對(duì)供試材料的遺傳穩(wěn)定性進(jìn)行了調(diào)查與分析,結(jié)果表明:嵌合花色性狀的遺傳穩(wěn)定性不高,2012年嵌合植株的分離率為48.27％,2013年為46.55％;經(jīng)花色嵌合體花瓣的組織培養(yǎng),成功分離并固定了嵌合性狀,得到了

4、純黃色花株系;經(jīng)扦插繁育技術(shù)成功分離到了純紫色株系。
　　3.利用可見(jiàn)及紫外分光光度法測(cè)定菊花總黃酮含量,發(fā)現(xiàn)紫色花瓣與黃色花瓣中黃酮含量有顯著差異(P<0.01)。以嵌合體不同花色花瓣的花色素提取液為實(shí)驗(yàn)材料,進(jìn)行紫外-可見(jiàn)光光譜分析和高效液相色譜(HPLC)分析,初步探明黃色花瓣中花色素主要成分為查爾酮類物質(zhì),紫色花瓣中花色素主要成分是花色素苷和查爾酮類物質(zhì),HPLC顯示該菊花花色嵌合體的紫色花瓣在520nm處至少含有9種物質(zhì)

5、,而黃色花瓣在該波長(zhǎng)下無(wú)任何特征吸收峰。
　　4.應(yīng)用分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù),從菊花花瓣中克隆了ANS和GAPDH基因的cDNA序列。ANS基因的編碼區(qū)序列為1068bp,編碼355個(gè)氨基酸殘基和1個(gè)終止密碼子;同源性分析表明,與其它8種菊科植物的同源性為81-98％。GAPDH基因的編碼區(qū)序列為1026bp,編碼341個(gè)氨基酸殘基和1個(gè)終止密碼子,同源性分析表明,GAPDH基因序列相當(dāng)保守。
　　5.采用實(shí)時(shí)定量PCR技術(shù),對(duì)