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以粉色系长筒石蒜(Lycoris longituba)花瓣为材料,基于前期获得的长筒石蒜转录组数据,通过序列分析结合聚合酶链式反应(Polymerase chain reaction,PCR)方法,成功克隆得到长筒石蒜Ll ANS基因的全长编码序列,并对其进行了生物信息学分析及亚细胞定位观察。结果表明,该基因开放阅读框(Open reading frame,ORF)全长为1 068 bp,编码355个氨基酸,蛋白质相对分子质量约为40.08 k D,理论等电点为5.58,属于酸性不稳定的亲水性蛋白;Ll ANS蛋白属于α-酮戊二酸依赖性双加酶家族,具有典型的花青素合成酶(Anthocyanidin synthase,ANS)蛋白功能结构域2OG-Fell-Oxy;系统进化树分析表明该基因与同属的石蒜和中国石蒜中ANS基因具有较高同源性,最高达97%;亚细胞定位观察显示Ll ANS蛋白定位于细胞核、细胞质及细胞膜中。此外,实时荧光定量分析证实Ll ANS基因在长筒石蒜粉色花花蕾期表达量较低,在盛花期的表达量最高。以上结论表明,Ll ANS作为长筒石蒜花色苷合成途径中的一个关键节点基因,对于长筒石蒜粉色花花色的形成起着极为重要的作用。 相似文献
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《江苏农业科学》2017,(20)
花青素合成酶(anthocyanidin synthase,ANS,EC:1.14.11.19)是花青素合成中的一个关键酶。为了鉴定和分析芒果ANS基因,以芒果ANS基因作为研究目标,以拟南芥的ANS基因为参考,通过BLAST方法获得了番木瓜、金钱橘、甜橙、苹果、小果野蕉、桃子、葡萄、龙眼、甜樱桃、枣、石榴、西洋梨、中华猕猴桃、荔枝、无油樟的ANS基因序列,对其进行了系统进化分析、理化性质分析、结构分析等。系统进化分析结果显示,双子叶植物与单子叶植物的ANS基因进化树没有单独形成分支,推测在进化过程中ANS基因的分化在双子叶植物和单子叶植物形成之后;理化性质分析结果显示,酸性蛋白占97.2%、稳定性蛋白占13.9%,有导肽的蛋白占8.3%,所有蛋白均为无信号肽的亲水性蛋白;蛋白二级结构分析结果显示,α-螺旋、无规则卷曲是主要结构元件。说明芒果ANS基因具有稳定的花青素合成酶结构,并与本试验中的绝大多数植物ANS基因具有相似的性质。这为进一步研究芒果ANS基因在花青素合成途径中的作用提供了理论支持。 相似文献
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花青素合成酶是催化无色花色素转变成花青素的关键酶,对编码基因进行克隆和分析,有助于研究植物叶色、果色和花色的形成机理。本研究以紫苤蓝为材料,克隆到一个花青素合成酶基因,并进行了表达和序列分析。结果表明,紫苤蓝花青素合成酶基因BocANS的编码区全长为107 7 bp,编码358个氨基酸;RT-PCR结果表明,BocANS在叶柄、叶片、茎、花柄和花蕾中表达,BocANS的长度、碱基组成与甘蓝和芥菜的序列最为接近,在系统发育树上聚为一组,与不同科植物的花青素合成酶基因差异较大,在发育树上处于不同的分支。 相似文献
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花青素合成酶(Anthocyanidin Synthase,ANS)是植物花青苷生物合成途径末端的关键酶,催化无色花色素到有色花色素的转变。为研究汉中黑稻的ANS多样性及起源,采用克隆测序的方法对汉中7种品种黑稻的ANS基因序列进行分析。采用生物信息学方法,对该基因序列进行对比,并构建系统进化树和同源树,对其编码蛋白从基本理化性质、亚细胞定位、跨膜结构域、信号肽、导肽、二级结构和三级结构等方面进行预测和分析。结果表明7种汉中黑稻存在黑稻1、黑稻2两种基因序列,开放阅读框均为1 128bp,编码375个氨基酸。进化树表明黑稻1和黑稻2与籼稻、粳稻、浦竹仔、小麦等禾本科植物较近的亲缘关系,同源性分析表明黑稻1和黑稻2与籼稻等植物的ANS具有高度的同源性。氨基酸序列比对发现黑稻1和黑稻2仅有326位氨基酸不同。黑稻1的ANS蛋白含有2OG-FeⅡ_Oxy加氧酶的保守结构域。ANS蛋白三级结构预测,发现黑稻1和籼稻存在差异,推测ANS可能是花青苷合成中起重要作用的关键酶。这些结果表明ANS基因是一个古老的基因,可以作为种属鉴定的参考基因,可能是影响黑稻花青苷生物合成的主要基因之一。 相似文献
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【目的】从越橘果实中克隆花色素合成酶（ANS）基因cDNA,为研究越橘花色素苷合成的分子机制奠定基础。【方法】以越橘（Vaccinium spp.）品种“北陆”（V.corymbosum L.）为试材,并以Illumina测序文库（NCBI登录号：SRA046311）中差异表达的Unigene 38125片段为基础,利用cDNA末端快速扩增（RACE）技术获得花色素合成酶基因全长cDNA,利用DNAMAN和MEGA软件进行多序列比对和系统进化分析,探讨ANS基因在不同组织和器官中的相对表达量及其与对应花色素苷含量的关系。【结果】成功克隆了越橘花色素合成酶基因序列,命名为VcANS,GenBank登录号为JN654701。序列分析结果表明,VcANS全长1 424 bp,包含93 bp的5′非编码区、248 bp的3′非编码区和1个长度为1 083 bp编码360个氨基酸的开放阅读框,该基因编码的蛋白具有ANS家族普遍存在的2酮戊二酸和Fe2+依赖的氧化酶超家族的保守结构域。序列比对和系统进化分析表明,VcANS与杜鹃花科植物亲缘关系最近。在越橘果实发育的不同阶段,VcANS相对表达量的变化与花色素苷含量的变化趋势具有一致性。【结论】获得了越橘花色素合成酶基因全长,推测其对越橘花色素苷的形成起调控作用。 相似文献
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[目的]分析蓝果忍冬果实花青素含量及其合成相关调控基因表达情况,为蓝果忍冬种质的挖掘、利用及花青素的合成调控研究提供参考依据.[方法]利用高效液相色谱检测技术定性定量分析不同蓝果忍冬品种(蓓蕾、HSY-4和日本-5)果实花青素成分及含量,并以实时荧光定量PCR(qRT-PCR)对3个品种不同成熟期花青素合成相关基因及转录因子的表达量进行分析.[结果]在525 nm波长下,从成熟蓝果忍冬果实中检测出8种花青素,含量最高的花青素是矢车菊3-葡萄糖,占总花青素含量的76.61%~86.67%,其中蓓蕾的花青素含量最高,达500.14 mg/100 gFW,日本-5最低,为162.79 mg/100 gFW.半转色期花青素合成相关基因表达量最高,与花青素积累情况相符;PAL、ANS和bHLH基因的表达量随花青素合成积累量增加呈先升高后降低的变化趋势.[结论]蓝果忍冬果实含8种花青素,以矢车菊为苷元的花青素种类最多,其合成相关基因中PAL、ANS和bHLH基因在花青素合成过程中起调控作用.蓓蕾、HSY-4和日本-5的花青素合成相关基因表达情况相似,但品种间存在差异. 相似文献
7.
从NCBI数据库中检索得到甘薯ANS序列,利用同源比对在前期转录组数据库中筛选获得同源序列,通过PCR反应克隆出甘薯ANS基因(IbANS)的c DNA全长序列,进而预测和分析IbANS基因的蛋白质序列,同时对其在不同甘薯品种的不同组织进行了实时定量PCR分析。结果表明,该c DNA具有最大开放阅读框(ORF),共1 086个碱基,编码362个氨基酸残基;ANS蛋白为亲水性蛋白质,不存在信号肽;保守结构域预测分析表明,该基因编码的蛋白具有典型的ANS蛋白功能结构域,属于2OG-Fe II_Oxy双加氧酶超家族;系统进化树分析显示,甘薯ANS与三浅裂野牵牛亲缘关系最近;荧光定量PCR结果表明,IbANS在紫心甘薯块根中高表达。研究结果可为进一步阐明IbANS基因在紫心甘薯块根中的形成及累积机制提供理论基础。 相似文献
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【目的】花青素苷是月季花瓣呈红色或粉色的重要因素。R2R3-MYB蛋白是调控植物花青素苷合成的关键转录因子。从月季花瓣中克隆花青素苷调控相关的R2R3-MYB蛋白同源基因,并分析这些基因与月季花瓣颜色和花青素苷合成的关系,为花色基因工程改良奠定基础。【方法】根据植物花青素苷调控相关R2R3-MYB蛋白的保守序列设计简并引物,结合3'-RACE和Y-RACE方法从月季花瓣中扩增同源基因的全长编码序列。用植物第四(Sg4)和第六(Sg6)亚家族的R2R3-MYB蛋白、拟南芥次生代谢调控相关的R2R3-MYB序列和克隆基因的编码蛋白进行多序列比较和进化分析。通过比较不同颜色的月季花瓣中花青素苷含量和R2R3-MYB蛋白基因的表达水平,分析月季花瓣中R2R3-MYB蛋白基因与花青素苷调控的关系。【结果】从月季‘红胜利’的红色花瓣中克隆了2个R2R3-MYB蛋白基因(Rh MYBs4-1和Rh MYBs6-1,Gen Bank登录号分别为KJ664810和KJ664811)。序列分析表明,Rh MYBs4-1和Rh MYBs6-1蛋白均含有保守的R2R3-MYB结构域,分别与植物Sg4和Sg6 R2R3-MYB蛋白同源。Rh MYBs4-1具有Sg4 MYB蛋白典型的C1、C2抑制子和锌指结构。Rh MYBs6-1具有Sg6 MYB蛋白特有的(A/S/G)NDV和KPRPR(T/S)基序。表达分析显示Rh MYBs4-1和Rh MYBs6-1均在月季‘红胜利’的花瓣中高水平表达,在叶片和花药中表达水平很低。比较7种不同颜色月季花瓣中的花青素苷含量和Rh MYBs4-1和Rh MYBs6-1的表达水平,发现红色花瓣中花青素苷含量远高于其他材料,相应地,Rh MYBs4-1和Rh MYBs6-1均在红色花瓣中具有最高的表达水平。在粉红色月季花瓣中,花青素苷含量不到红色花瓣的10%,Rh MYBs4-1的表达水平极低,而Rh MYBs6-1的表达水平与红色花瓣相当。【结论】月季Rh MYBs4-1和Rh MYBs6-1分别编码Sg4和Sg6亚家族的R2R3-MYB蛋白,均在红色月季花瓣中高水平表达,可能是月季花青素苷合成和花瓣颜色的重要调控基因。 相似文献
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通过RT-PCR技术,从凤丹牡丹花瓣中克隆出编码ANS基因的c DNA序列,并对其进行生物信息学分析。对不同开花阶段的凤丹花瓣进行实时荧光定量及总花青素质量分数测定,构建原核表达载体PET-28aANS,并转化大肠杆菌BL21感受态,经IPTG诱导进行体外表达。结果表明:该序列编码区域共1 065 bp,编码354个氨基酸,其蛋白相对分子质量为40 475.5,亚细胞定位为细胞质的可能性最大;表达分析显示,ANS基因表达水平与不同开花时期的总花青素质量分数及花色相关,原核表达得到相对分子质量约为44 000的ANS-His-tag融合蛋白,与预测蛋白大小相一致。 相似文献
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《西北林学院学报》2017,(1)
黄酮醇合成酶(flavonol synthase,FLS)是类黄酮合成分支路口重要的节点酶。FLS基因的表达不仅影响着黄酮醇合成,也影响着花青素苷积累和花色呈现。本研究采用PCR技术从葡萄风信子‘白丽人’中克隆到一条FLS基因(MaFLS1)。序列分析表明,MaFLS1cDNA全长1 152bp,编码383个氨基酸。同源比对及进化分析表明,MaFLS1属于2-酮戊二酸与Fe+2依赖型双加氧酶蛋白,具有典型的FLS蛋白功能域、DHQ底物特异结合位点、Fe2+和2-酮戊二酸绑定位点;MaFLS1与海枣、油棕的FLS同源性最高,可达74%~75%,与拟南芥、矮牵牛等模式植物亲缘关系较远。荧光定量PCR分析发现,MaFLS1基因在葡萄风信子中为非组织特异性表达模式,其根中表达量最高,鳞茎及花中的表达量其次,叶片中表达量最低;MaFLS1在3个不同花色的葡萄风信子品种5个不同花发育时期表达差异显著,在白色品种‘白丽人’花发育的早期(S1和S2)时期表达较高,粉色品种‘粉日出’和蓝色品种‘亚美尼亚’晚期(S3和S4)表达量最高。本研究为进一步探讨葡萄风信子FLS基因在花色呈现中的功能及黄酮醇支路的分流竞争对花色的影响提供基因资源和依据。 相似文献
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为进一步探究草莓果实花色苷合成过程中各个酶的作用,明确草莓果实花色苷的代谢机制,以‘阿尔比’草莓(Fragaria×ananassa‘Albion’)为试材,利用RT-PCR从草莓果实中克隆到DFR、ANS和LAR基因的编码序列,对预测的氨基酸序列进行分析,结果表明:各基因与NCBI(美国国立生物技术信息中心)上已有的草莓品种‘Queen Elisa’及‘Korona’(Fragaria×ananassa)所对应基因的同源性高达99％～100％.半定量RT-PCR分析表明,DFR基因依次在幼果期、白熟期和红熟期出现了3个表达峰值,其中红熟期最大;ANS基因的表达量在白熟期后迅速增加,红熟期达最大值;LAR基因的最大表达量出现在幼果期,后呈降低趋势.草莓果实发育过程中,DFR基因在幼果期和红熟期的表达峰值分别与黄烷-3-醇类和花色苷的合成峰值相一致,ANS及LAR分别与花色苷和黄烷-3-醇类的合成密切相关. 相似文献
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《江西农业学报》2022,(7)
测定了紫山药和白山药叶、茎、块茎中的花青素含量、积累量和积累速率,以及花青素合成酶基因PAL、F3H、DFR、ANS和UFGT的实时表达。结果表明:除了DFR基因外其他基因在山药幼嫩组织中的表达水平更高;所有基因在紫山药块茎中的表达水平较高;ANS和UFGT在紫山药中高度表达,而在白山药中低表达或不表达;块茎中花青素的动态积累量呈一个典型的双"S"曲线;PAL和F3H基因只在花青素积累速率最快之前的块茎膨大初期高度表达,而DFR、ANS和UFGT表达水平的两个高峰期与花青素积累速率的两个高峰期符合。推测控制紫山药颜色的关键酶基因可能是ANS和UFGT或两者之一。 相似文献
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查尔酮合酶（chalcone synthase,CHS）为花青素苷合成途径的关键酶,是观赏植物花色改良分子育种的研究热点。随着生物技术的发展转录组测序技术成为快速克隆新基因的有效手段,以''新加坡大白''三角梅苞片转录组数据库为基础,筛选克隆CHS基因,利用生物信息学方法预测分析其蛋白的结构与功能,通过实时荧光定量PCR技术检测该基因在不同花色三角梅中的表达模式。结果表明:获得的CHS基因cDNA全长1 176 bp（GenBank ID：MT302539）,编码一个43.96 ku的蛋白,定位于细胞质中,含有CHS特征基序及活性位点,三级结构预测显示为二聚体蛋白,系统进化树分析结果显示与同为中央种子目的植物亲缘关系较近,符合系统进化关系。qRT-PCR显示该基因在黄色叶片中的表达量是红色叶片的24倍,表明黄色更适用于花青素途径的研究。研究结果为三角梅花色改良基因转化受体的筛选提供参考。 相似文献
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《山西农业大学学报(自然科学版)》2020,(4)
[目的]本文旨在对不同生长期花色苷和原花青素含量及关键酶基因表达分析,为从分子生物学水平确定黑果枸杞最佳采收期提供理论依据,同时对生物合成途径中关键酶基因进行克隆,为揭示黑果枸杞花色苷和原花青素的生物合成机制以及利用基因工程技术进行黑果枸杞靶向育种奠定基础。[方法]分别利用pH示差法和香草醛-盐酸法测定不同时期黑果枸杞花色苷和原花青素含量;通过RT-PCR技术扩增4种关键酶基因LrDFR、LrANS、LrLAR和LrANR的cDNA全长序列,并进行生物信息学分析;利用qRT-PCR分析关键酶基因在黑果枸杞果实不同发育时期的表达情况。[结果]黑果枸杞果实花色苷在黑果成熟期含量最高(6. 08 mg·g~(-1)DW),原花青素在半紫半黑果期含量最高(22. 3 mg·g~(-1)DW);克隆得到4种关键酶基因的序列全长分别为1 140 bp、1 251 bp、1 002 bp和1 017 bp,分别编码379、416、333和338 aa的蛋白质,序列分析表明4种基因所编码氨基酸均具有所属蛋白家族的典型特征。[结论]花色苷在黑果成熟期含量最高,原花青素在半紫半黑果期含量最高,且随着果实发育和花色苷含量的增加,LrDFR和LrANS表达水平也逐渐上升,而LrLAR和LrANR则呈先上升后下降的表达模式;当黑果枸杞用于原花青素提取时,可适当提前采收期;研究结果为从分子生物学水平确定黑果枸杞最佳采收期提供理论依据,也为黑果枸杞花色苷与原花青素生物合成机制的揭示奠定基础。 相似文献
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基于花青素苷合成和呈色机理的观赏植物花色改良分子育种 总被引：7，自引：0，他引：7
花色是观赏植物最重要的品质性状之一,是植物自然进化过程中最具适应意义的表型性状,也是表观遗传学研究的重要内容。花青素苷是使花朵呈色的重要色素之一,被子植物中约有80%的科的花朵颜色由花青素苷决定;迄今从自然界分离和鉴定出的花青素苷多达600种,主要由6种花青素苷元衍生而来。花青素苷合成途径是迄今为止研究得最为清楚的植物次生代谢途径之一,它的合成首先取决于类黄酮代谢途径的生成,花青素苷种类的多样性则源于其不同分支途径的形成,在花青素苷元基本骨架上不同位置取代基的差异形成了多种多样的花青素苷。在花青素苷生物合成过程中,分支点酶的竞争机制和关键酶的底物特异性使花青素苷的种类及相应的花色表型具有种属特异性。花青素苷合成后需要转运到液泡中被包裹成色素体,植物细胞中的液泡积累和贮存色素体的能力是影响花青素苷呈色的重要因素,因此,花青素苷在花瓣中的最终呈色还受液泡pH、助色素含量以及金属离子的络合作用等多种细胞内因素的影响。目前,已经在多种植物中获得了与花青素苷合成及呈色相关的结构基因和调节基因,并解析了其功能,成功获得了一些转基因花卉,但是这些基因调控表达的机制,包括转录水平和转录后水平的调控、DNA序列本身的差异和DNA甲基化修饰的调控机制等仍不清楚,转基因植株花色改良的程度也很有限,对于如何将这些机制应用于花色改良的转基因育种也是一个前沿的课题。花青素苷对园艺作物器官呈色机制的解析有助于对花朵呈色机制的理解,观赏植物中花色形成机理的研究对于园艺作物器官呈色机制的解析同样具有重要的参考价值。因此,本文以观赏植物为例,从花青素苷合成分支途径形成的机理、花青素苷生物合成途径的遗传调控机理以及影响花青素苷呈色的主要因素及其遗传调控机理3个方面,对影响植物花朵呈色的机制进行了综述,并对近年来基于花青素苷代谢和呈色机理的花色改良分子设计育种,尤其是国际上广泛关注的蓝色花育种进行了梳理和总结,以期为定向培育具有新奇花色的观赏植物新品种提供参考。 相似文献
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为明晰朱砂梅品种群梅花花色表型差异形成的分子调控机制,以花色由浅至深呈梯度变化的6个朱砂梅品种为试验材料,利用色差仪和分光光度计测定不同品种盛花期花瓣的花色表型及花色苷含量,通过荧光定量PCR及相关性分析,对花色苷合成结构基因(PmCHS、PmCHI、PmF3H、PmF3′H、PmDFR、PmANS、PmUFGT)及转录因子编码基因(PmMYB1、PmbHLH3)的转录特性进行探究。结果表明,各品种间花瓣花色苷含量与花色红度的变化趋势一致;PmMYB1、PmbHLH3、PmF3′H、PmDFR、PmUFGT的相对表达量与花色苷含量呈极显著正相关;转录因子编码基因PmMYB1与PmbHLH3的相对表达量呈极显著正相关,且均与结构基因PmF3′H、PmDFR、PmUFGT的表达水平呈显著或极显著正相关。推测转录因子编码基因PmMYB1PmbHLH3通过正向调控结构基因PmF3′H、PmDFR和PmUFGT的表达从而调控朱砂梅花瓣的呈色。 相似文献
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测定了紫山药和白山药叶、茎、块茎中的花青素含量、积累量和积累速率,以及花青素合成酶基因PAL、F3H、DFR、ANS和UFGT的实时表达。结果表明:除了DFR基因外其他基因在山药幼嫩组织中的表达水平更高;所有基因在紫山药块茎中的表达水平较高;ANS和UFGT在紫山药中高度表达,而在白山药中低表达或不表达;块茎中花青素的动态积累量呈一个典型的双"S"曲线;PAL和F3H基因只在花青素积累速率最快之前的块茎膨大初期高度表达,而DFR、ANS和UFGT表达水平的两个高峰期与花青素积累速率的两个高峰期符合。推测控制紫山药颜色的关键酶基因可能是ANS和UFGT或两者之一。 相似文献
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查尔酮合成酶(chalcone synthase, CHS)是植物类黄酮合成途径中的一个关键限速酶,参与植物中多个合成代谢途径,包括花青素合成。通过PCR反应成功克隆出藜麦CHS基因(CqCHS1)的cDNA全长序列,并进行预测分析,包括CqCHS1基因结构和编码的蛋白质保守结构域。同时,利用qRT-PCR技术检测了在不同胁迫处理下CqCHS1的表达情况。结果表明,CqCHS1基因包含2个外显子和1个内含子,其编码的蛋白质由392个氨基酸残基组成。CqCHS1蛋白是亲水性蛋白质,不存在信号肽,定位于细胞质。进化分析显示,CqCHS1与拟南芥AtCHS1的亲缘关系最近,其基因功能可能存在相似性。此外,还发现在CqCHS1基因启动子区域存在多个与胁迫和激素响应相关的顺式作用元件。表达分析结果表明,藜麦幼苗中CqCHS1的表达不会受到干旱胁迫的影响,而外源脱落酸(ABA)处理会抑制CqCHS1的表达,低温胁迫则会诱导CqCHS1的表达。本研究结果为进一步探究藜麦CqCHS1的基因功能提供了基础。 相似文献
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羽衣甘蓝红鸽属十字花科云薹属,因其中心部分累积了大量的花青素而呈现深紫色。为了研究其花青素生物合成的机理,以圆叶羽衣甘蓝红鸽系列和白鸽系列为试验材料,通过半定量RT-PCR方法研究了花青素合成代谢途径结构基因的表达特性。结果表明,除苯丙氨酸裂解酶(PAL)和查尔酮合成酶(CHS)在红鸽和白鸽系列中的表达水平基本一致外,其他结构基因在红鸽中的表达水平要明显高于白鸽,尤其二氢黄酮醇还原酶(DFR)和花青素合成酶(ANS),在红鸽中的表达水平显著强于白鸽;红鸽幼叶和老叶中花青素生物合成结构基因的表达水平趋于一致。另外,为了研究温度对羽衣甘蓝花青素合成的影响,通过半定量RT-PCR方法检测了室温和低温环境下生长的红鸽幼叶花青素合成结构基因的表达。结果显示,低温可以诱导CHS,黄烷酮-3-羟化酶(F3H),DFR,ANS,类黄酮-葡萄糖基转移酶(UFGT)基因的过量表达,使羽衣甘蓝红鸽经历低温后,植株中积累大量的花青素而呈现深紫色。 相似文献