桑葚着色差异形成的分子机制
发布时间：2021-07-21 22:26
桑树除了传统上作为家蚕的食物来源之外,桑树的果实也因其艳丽的色泽、酸甜适口的口感和丰富的营养价值而备受消费者的青睐。不同品种的桑树其果实的颜色也不同,主要有红色、紫色、黄色、白色等表型。紫色桑葚含有丰富的花青素,而白色桑葚则几乎检测不到花青素,虽然前人对于花青素合成通路的基因进行了鉴定、克隆和表达谱分析,发现CHS1、CHI、F3H1、F3’H1和ANS基因的转录水平在桑葚成熟过程中与花青素的累积呈正相关性,但并没有实质上揭示桑葚具有色泽差异的本质原因,桑葚花青素及其类黄酮合成途径的调控机制也并不清楚。因此,深入探讨桑葚类黄酮合成途径的调节机制、揭示桑葚果色差异的分子机理对促进果桑品质改良具有重要意义。本研究以黄色果实的川桑、白色果实的白玉王和紫色果实的红果2号作为研究材料,利用代谢组学、转录组学对这三个品种的桑葚进行联合分析,明确了造成果实颜色差异的物质基础,并基于基因组和转录组重塑了不同颜色桑葚中类黄酮合成的代谢途径,鉴定了参与代谢调控的相关转录因子。通过一系列体内和体外实验探究了桑葚类黄酮合成途径的调控机制和桑葚颜色变化的分子机制。具体结果如下:1.桑葚颜色差异的物质基础黄果、白...
【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
类黄酮的结构
第一章文献综述3图1.2花青素的基本化学结构与常见的类黄酮色素[1-2]Fig1.2Thebasicchemicalstructureofanthocyaninsandcommonflavonoidpigments[1-2]1.2.2植物类黄酮化合物的生物作用类黄酮广泛分布于整个植物界，并在植物中具有多种生物学活性。研究发现，类黄酮化合物是在植物细胞的特定部位进行合成的，是决定植物组织颜色的重要因素之一。当中，花青素是研究最为深入的一类化合物，它直接影响着花、果等组织部位的颜色形成。依据花青素B环结构上的羟基数目不同，花青素可具有红色到蓝色、紫色的广泛的色域范围。而类黄酮化合物中的黄酮、橙酮、查尔酮和黄酮醇则不同，它们以不同深浅的黄色为主，充当着花、果器官着色的辅助色素。当类黄酮和花青素的生物合成都到达最高值时，植物生殖器官的艳丽色彩、与浓郁的香气会不断地招引鸟类、昆虫等采食者，从而实现授粉和种子的传播。类黄酮化合物还可充当植保素以保护植物免受生物和非生物的胁迫[12]。当植物受到病虫或微生物的攻击时，体内类黄酮化合物的含量会提高，这些次生代谢物质具有一定农药和抗菌的特性，可抑制病虫害的蔓延，从而提高植物的自我保护能力[13-14]。Adesanya等人的研究发现植物中的黄酮和异黄酮类化合物具有一定程度的抑菌作用，能抑制病原菌瓜枝霉（Cladosporiumcucumerinum）和黑曲霉(Aspergillusniger)的活性[14]。Malhotra等人的研究指出通过体外施加槲皮素可以减轻由番茄环斑病毒（TomatoringspotNepovims）引起的番茄
西南大学博士学位论文6图1.3类黄酮的生物合成途径[5]Fig.1.3Thebiosynthesispathwayofflavonoid[5]1.4类黄酮化合物合成的转录调控1.4.1参与类黄酮合成调控的MYB、bHLH和WD40蛋白类黄酮生物合成途径的基因是受到多个基因协同调节的，主要包括能与DNA结合的R2R3-MYB转录因子、具有螺旋-环-螺旋结构区域的bHLH转录因子和WD40重复蛋白。它们之间相互作用形成一个MYB-bHLH-WD40(MBW)三元转录复合物来对类黄酮途径的合成基因进行调节[28]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]桑树花青素合成相关MYB类转录因子的鉴定与功能分析[J]. 李军,赵爱春,刘长英,吕蕊花,刘晓清,余茂德. 西北植物学报. 2016(06)
[2]新疆桑树资源利用及桑树产业“生态-经济一体化”发展思路[J]. 卢红,丁天龙,左少纯,吴丽莉,计东风,秦俭. 蚕业科学. 2013(01)
[3]天然黄酮类化合物及其衍生物的构效关系研究进展[J]. 钟建青,李波,贾琦,李医明,朱维良,陈凯先. 药学学报. 2011(06)
[4]桑葚的开发利用与市场营销[J]. 包海蓉,李柏林,阎冬妮,陶英. 食品科学. 2004(S1)
[5]桑叶黄酮的提取及其降糖作用的研究[J]. 原爱红,黄哲,马骏,蒋晓峰,孔宪涛,李素. 中草药. 2004(11)
[6]黄芪水溶性黄酮类对小鼠细胞免疫功能的影响[J]. 杨凤华,康成,李淑华,张德山. 时珍国医国药. 2002(12)
[7]苹果多酚的开发及应用[J]. 唐传核,彭志英. 中国食品添加剂. 2001(02)
[8]类黄酮－金属离子螯合模拟SOD的研究[J]. 曾庆平,郭勇. 药物生物技术. 1996(04)
本文编号：3295879
【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
类黄酮的结构
第一章文献综述3图1.2花青素的基本化学结构与常见的类黄酮色素[1-2]Fig1.2Thebasicchemicalstructureofanthocyaninsandcommonflavonoidpigments[1-2]1.2.2植物类黄酮化合物的生物作用类黄酮广泛分布于整个植物界，并在植物中具有多种生物学活性。研究发现，类黄酮化合物是在植物细胞的特定部位进行合成的，是决定植物组织颜色的重要因素之一。当中，花青素是研究最为深入的一类化合物，它直接影响着花、果等组织部位的颜色形成。依据花青素B环结构上的羟基数目不同，花青素可具有红色到蓝色、紫色的广泛的色域范围。而类黄酮化合物中的黄酮、橙酮、查尔酮和黄酮醇则不同，它们以不同深浅的黄色为主，充当着花、果器官着色的辅助色素。当类黄酮和花青素的生物合成都到达最高值时，植物生殖器官的艳丽色彩、与浓郁的香气会不断地招引鸟类、昆虫等采食者，从而实现授粉和种子的传播。类黄酮化合物还可充当植保素以保护植物免受生物和非生物的胁迫[12]。当植物受到病虫或微生物的攻击时，体内类黄酮化合物的含量会提高，这些次生代谢物质具有一定农药和抗菌的特性，可抑制病虫害的蔓延，从而提高植物的自我保护能力[13-14]。Adesanya等人的研究发现植物中的黄酮和异黄酮类化合物具有一定程度的抑菌作用，能抑制病原菌瓜枝霉（Cladosporiumcucumerinum）和黑曲霉(Aspergillusniger)的活性[14]。Malhotra等人的研究指出通过体外施加槲皮素可以减轻由番茄环斑病毒（TomatoringspotNepovims）引起的番茄
西南大学博士学位论文6图1.3类黄酮的生物合成途径[5]Fig.1.3Thebiosynthesispathwayofflavonoid[5]1.4类黄酮化合物合成的转录调控1.4.1参与类黄酮合成调控的MYB、bHLH和WD40蛋白类黄酮生物合成途径的基因是受到多个基因协同调节的，主要包括能与DNA结合的R2R3-MYB转录因子、具有螺旋-环-螺旋结构区域的bHLH转录因子和WD40重复蛋白。它们之间相互作用形成一个MYB-bHLH-WD40(MBW)三元转录复合物来对类黄酮途径的合成基因进行调节[28]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]桑树花青素合成相关MYB类转录因子的鉴定与功能分析[J]. 李军,赵爱春,刘长英,吕蕊花,刘晓清,余茂德. 西北植物学报. 2016(06)
[2]新疆桑树资源利用及桑树产业“生态-经济一体化”发展思路[J]. 卢红,丁天龙,左少纯,吴丽莉,计东风,秦俭. 蚕业科学. 2013(01)
[3]天然黄酮类化合物及其衍生物的构效关系研究进展[J]. 钟建青,李波,贾琦,李医明,朱维良,陈凯先. 药学学报. 2011(06)
[4]桑葚的开发利用与市场营销[J]. 包海蓉,李柏林,阎冬妮,陶英. 食品科学. 2004(S1)
[5]桑叶黄酮的提取及其降糖作用的研究[J]. 原爱红,黄哲,马骏,蒋晓峰,孔宪涛,李素. 中草药. 2004(11)
[6]黄芪水溶性黄酮类对小鼠细胞免疫功能的影响[J]. 杨凤华,康成,李淑华,张德山. 时珍国医国药. 2002(12)
[7]苹果多酚的开发及应用[J]. 唐传核,彭志英. 中国食品添加剂. 2001(02)
[8]类黄酮－金属离子螯合模拟SOD的研究[J]. 曾庆平,郭勇. 药物生物技术. 1996(04)
本文编号：3295879
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/nykjbs/3295879.html
