影响花色形成的基因精讲

GenesaffectingflowercolourandpHofflowerlimbhomogenatesinPetuniahybrida TheorApplGenet 1983 66 271 278 汇报人 焦淑珍导师 刘雅莉 摘要 矮牵牛中存在互补的基因 如果是隐性纯合 那么蓝色的基因对于花色的影响很重要 这些基因并没有定性或定量的影响花色 突变体中 由于ph基因的存在 其花臂的PH值会升高 可以假定 矮牵牛中的ph基因与花瓣液泡PH有很大的关联性 关键词 矮牵牛 花色基因 花臂PH 引言 花色素苷的羟基化 糖基化以及金属离子 助色素都会影响花色 细胞液ph也会影响花色 Stewartetal 1975 尽管直接测量花表皮PH是不可能的 但是可以用间接的方式测量样品的特殊的花组织区域的ph 这就说明 细胞液PH可以影响花色 PH如果偏高 那么花会变蓝 矮牵牛初步试验表明 大多数偏蓝的花包含有矮牵牛色素或锦葵色素 受到类黄酮的着色 花中PH大概是6 0 很多偏红的花有同等数量的花色素苷和类黄酮 PH大概是5 5 矮牵牛中有五个基因已经得到认证了 Phl Ph2 Ph3 Ph4 Wieringetal 1979 Ph5 ValladeandCornu1979 每一个 如果是隐性纯合 会使得花色变蓝 本文中 我们会解释花色与PH 以及上述提到的四个基因的相关性 材料和方法 表型和基因型 本文中的一些基因 Hfl 3 5 羟基化花青素 飞燕草色素矮牵牛色素锦葵色素 hflhfl 3 羟基化花青素 矢车菊色素芍药色素 Hf2 3 5 羟基化和3 羟基化花青素 不完整的花青素 不影响花筒颜色hf2hf2 3 羟基化花青素Rt 3rhamnosylatedanthocyaninsrtrt 矢车菊色素 3葡萄糖苷或飞燕草色素 3葡萄糖苷Fl 高浓度的类黄酮F1f1 只有类黄酮的部分踪迹Gf 5糖基化3酰基化花青素Gfgf 矢车菊色素 3芸香糖苷或者是飞燕草色素 3芸香糖苷 Mt 3 甲基化花青素Anl 着色的花anlanl 白色的花Ph ph显性基因 略带红色的花至少有一个基因是隐性遗传 紫色的花Ph1和ph2仅仅影响花色 Ph1和Hf1紧密相关 ph2位于染色体IV上Ph3有多方面的作用 植物隐性性状是因为此基因是雌性不育和显性等位基因Hf2的不表达 Ph3与染色体VII上的An4相关Ph4也有多方面的作用 在ph4ph4株系中也有Hf2的显性等位基因不表达 这个基因是不稳定的 从ph4到Ph4隔代遗传或者突变导致紫色的花瓣上有红色的斑点 Ph4和染色体III上的Ht1相关 Ph测量 初步实验表明 pH值的测量必须用鲜花做 枯萎的花表现出了较高的pH值 刚从植物采摘15min内的1 3日龄的成熟鲜花花臂 用去离子水洗涤两次 然后使用BONer均质化仪器在4mL去离子水中均质化1min 之后立即用复合电极测定pH值 RadiometerwithapHmeterwithacombinedelectrode RadiometerpH28 每种植物在不同的日子测量两次 所取得的平均值如Fig 1 株系M1 R57 R62和M40克隆植物的20次测量值的标准偏差分别为0 07和0 13个pH单位 结果表2 6是种族隔离 其花色收到ph基因的控制 表格1所示是一个ph基因诱导的显性或隐性遗传的花瓣的ph值的分布情况PH1基因如表 所示 在V18 M1的杂交种中有存在种族隔离 由于 基因的存在 红色或者是中间色是显性的 蓝色或者是紫色是隐性遗传 基因 和 相关 这与之前的实验是一致的 基因表 中是 28 M1的杂交种的结果 同之前的杂交种是一样的 由于 是独立于 的 蓝色或中间色洋红色也出现在植物中 表 表明 和 的植物中 值有一个重叠 中间色 和蓝色 洋红色的品种占据了一个中间的位置 在这些杂交种中 没有迹象表明 依赖于花青素或者是类黄酮 基因表 是 杂交种的结果 在这个杂交种种 由于基因 严重的偏离了预期的 的比率 因此出现了种族隔离 这可能是由于 个体活力的下降引起的 和 的植物中 值有部分重叠 表 不同花色素的性质的不同并不能影响 值 基因表5是杂交种V12 R62的结果 除了分离Hf1 此基因也在先前的杂交种中分离了 Rt基因也分离了 这便导致了新的颜色类型 灰色1和红色1 一般红色和紫色的类型在色组灰色1中很难分离 预期的红色1类型ph值较低 但却没有在杂交种中找到这样的植株 在前期的实验中 红色1类型中紫色品种ph值同红色的品种一样 表1 低0 2 0 3个单位 然而 在杂交种中红色和紫色的ph都很相似veryhomogenous 在表 1G I中 Ph4 和ph4ph4基因型的ph值很强的重叠性 这是因为红色和紫色的类别ph值得平均值同基因ph1 ph2 ph3的比较很接近 然而 如果灰色1和红色1类别被省略了 表1F H ph4和ph值之间的关系就更加清晰了 从这个杂交种中 ph4 也可以得到这样的结论 基因Rt和Hf1对于ph值几乎没有影响 在R62 W5杂交种中 着色的和白色的开花植物有一个分离的状态 表6 红色和红紫色的品种的ph平均值同杂交种V12 R62的完全不一致 然而 清晰的是 表1 K L中白色花ph值平均值同红紫色品种相比较的结果 可以推测出的是 基因ph4的显性等位基因由于基因An1 对于植物的隐性遗传并没有影响 问题是 花壁中ph平均值是否同液泡中的ph值相同 花色的变化是否会使得ph发生变化 为了研究这个问题 我们已经研究了花臂中花青素的ph光谱 发现一个复杂的问题是花青素在ph5 6 5中呈现了一个不稳定状态 由于花青素的水合作用 颜色迅速退去 在4MNaCl溶液中 花青素可以抵抗水化 从而可以未定维持一个多小时 Gotoetal 1976 表2中 证明洋红色和紫红色的花在4MNaCl溶液中并没有太大的差异 吸收的最大值表明 ph在溶液中都向更高的波长转变 我们可以推测 ph基因参与维持液泡中ph的稳定 讨论在之前 四个互补的基因已经被报道了 每一个都有两个共同的影响因素 1在这些基因的显性等位基因的存在下 花臂颜色更加偏红2同时与隐性等位基因相比 花臂的ph偏低 这些基因对于花色偏红的影响和ph的变化是独立于花臂中所含花青素和类黄酮的浓度的 花青素中很低的ph值包