菊花花色嵌合體生物學(xué)特性及形成機(jī)理的研究.pdf

1、菊花(Chrysanthemum morifolium)是菊科菊屬多年生宿根類花卉,世界四大切花之一,具有觀賞、食用及藥用等多種價值。菊花花色嵌合體花色形態(tài)多樣,觀賞價值較高,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)的一種菊花花色嵌合體呈黃-紫雙色嵌合表型,常規(guī)扦插繁殖能夠保持嵌合性狀,但對嵌合花色的形成機(jī)理尚不清楚。本研究以上述菊花花色嵌合體為實驗材料,研究了該花色嵌合體的生物學(xué)特性與

2、花色素主要成分,分析了嵌合花色相關(guān)的差異蛋白質(zhì)組,并克隆了相關(guān)基因的cDNA序列,取得了以下實驗結(jié)果。
　　 ⑴通過對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在蘇州地區(qū)8月初開始花芽分化,經(jīng)60天左右完成分化過程,開花期(扦插至初花期中間的天數(shù))為199天,嵌合花色可分為5種基本形態(tài)。在此基礎(chǔ)上,采取園藝栽培措施進(jìn)行處理,結(jié)果表明扦插日期及摘心次數(shù)對花色嵌合體的開花日期未見明顯影響。
　　 ⑵應(yīng)用形態(tài)

3、學(xué)、栽培學(xué)及組織培養(yǎng)技術(shù)對供試材料的遺傳穩(wěn)定性進(jìn)行了調(diào)查與分析,結(jié)果表明花色嵌合體植株占總株數(shù)的47.37％,純黃色植株占52.63％:花色嵌合體植株中,不同形態(tài)的雙色花占總數(shù)的70％；經(jīng)花色嵌合體腋芽的離體培養(yǎng),成功分離并固定了嵌合性狀,得到了純黃色花株系。
　　 ⑶以嵌合體不同花色花瓣的花色素提取液為實驗材料,進(jìn)行紫外-可見光光譜分析和類黃酮顯色反應(yīng),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

4、花色素苷和查爾酮類物質(zhì)。
　　 ⑷采用SDS-PAGE電泳技術(shù),從不同花色花瓣蛋白質(zhì)中檢測到了差異性條帶,而其著生枝條的葉片蛋白質(zhì)未見明顯差異；進(jìn)一步經(jīng)IPG-IEF／SDS-PAGE雙向電泳分析,結(jié)果檢測到差異表達(dá)的蛋白質(zhì)斑點139個,經(jīng)MALDITOF-TOF質(zhì)譜分析,成功鑒定了其中10個蛋白質(zhì)組分,分別涉及能量代謝、物質(zhì)代謝及基因調(diào)控等相關(guān)生理過程；其中,花色素苷合成途徑中的關(guān)鍵酶CHI在黃色花瓣中表達(dá)量明顯高于紫色花瓣、

5、而F3H在紫色花瓣中特異表達(dá),推測可能與嵌合花色的形成及調(diào)控有關(guān)。
　　 ⑸根據(jù)花色素成分分析和差異蛋白質(zhì)的鑒定結(jié)果,應(yīng)用分子生物學(xué)實驗技術(shù),從菊花花瓣中克隆了CHI和F3H基因的cDNA序列；CHI基因的編碼區(qū)序列為714bp,編碼237個氨基酸殘基；同源性分析表明,與其它7種菊科植物的同源性為67-96％。F3H基因的編碼區(qū)序列為1074 bp,編碼357個氨基酸殘基,同源性分析表明,F3H基因序列相當(dāng)保守；CHI和F3H基