花色基因工程1

《花色基因工程1》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、花色基因工程小组成员:冉盼盼郜路萍曾泉陈飞陈秀彬意义花是观赏植物的主要观赏部位,花色五彩斑斓,是花卉最主要,最直观的性状之一。但具体到某一种(类)花卉,特别是一些名贵花卉,花色却很有限。如月季、郁金香、康乃馨缺少蓝色和紫色;非洲紫罗兰、仙客来、天竺葵、矮牵牛缺少纯黄色;鸢尾、紫罗兰缺少红色和砖红色,这些问题运用传统杂交育种方法无法解决。因此,对花色基因工程的研究具有重要意义。比如玫瑰缺少蓝色、紫色品种，并且传统育种方法很难培育出，而通过基因工程手段却能使这一目标得以实现。主要内容一.花色形成的主要因素二.基因工程修改花色的方法(在黄酮类色素的应用）1反义技术2共抑制技术3

2、RNA干扰技术三.表达外源黄酮类色素（多基因调控）四.其他黄酮类物质在花色基因改良上的应用（共色作用）五.最新研究进展（调控转录因子基因）一、影响花色形成的主要因素园林植物的花色素主要由黄酮类色素、类胡萝卜素和生物碱等次生代谢产物。此外，花的颜色还受液泡液pH值、分子堆积作用等其他一些因素的影响。类胡萝卜素广泛存在于植物体内，参与植物光合作用等重要生命活动，基因工程操作难度较大。生物碱类物质虽然不是植物必须的代谢产物，但是目前代谢机理了解的比较少。黄酮类色素是研究较多的次生代谢产物，其生物合成途径已在、玉米、矮牵牛等高等植物上得到述，分子机理较为清楚。苯丙烷途径木质素P-

3、香豆酰辅酶A苯丙氨酸三个丙二酰-CoA4,2’,4’，6’-四羟基查耳酮金鱼草6-O-葡萄糖苷3-脱氧花色苷柚皮素黄酮类化合物二氢山萘酚二氢五羟黄酮二氢杨梅素黄酮醇类矢车菊素天竺葵素翠雀素糖苷花青素花色苷（花色素）黄酮类色素合成途径CHSC4’GT,ASCHIF3HFNSGT,ANS,FNRF3'HCF3'5'HFLSDFRDFRDFRANSANSANSGT,MT,AT二、基因工程技术修改黄酮类色素合成途径的方法改变花颜色调控内源黄酮类色素表达水平调控花色的方法就是通过抑制色素生物合成酶，减少内源色素合成。查尔酮合成酶（CHS）是黄酮类合成时所需的中间产物，所以主要是通过

4、抑制查尔酮合成酶基因表达从而达到目标。首先明确决定花花色素的代谢途径中催化各反应步骤的酶（查尔酮合成酶），克隆编码查尔酮合成酶（CHS）的基因，反向转入到目的植株中，外源DNA转录产物与内源的互补mRNA结合，而抑制目的植株中这些生化物质的合成。反义技术利用反义手段构建查尔酮合成酶表达载体，并通过农杆菌介导法导入粉红色菊花品种中，结果得到了全白色或淡粉色花。共抑制法紧接着，共抑制方法也被证明在花色改良上是有效的。共抑制法是指在植物体内导入内源基因的额外拷贝，抑制该内源基因转录产物mRNA的积累，从而抑制该内源基因的表达。反义和共抑制方法目前应用的较少利用共抑制作用已获得多

5、种新花色的花卉，如红色玫瑰变粉红，粉红色香石竹变成浅粉，紫色矮牵牛花变成白色等。RNA干扰技术（RNAi）由于近年来出现现了更有效RNA干扰方法。RNA干涉(RNAinterference,简称RNAi)是指一些小的双链RNA(doublestrandRNA,dsRNA)可以高效、特异的阻断体内特定基因表达,促使mRNA降解,诱使细胞表现出特定基因缺失的表型。RNAi是一种高效的特异性强的基因阻断技术。可以快速分析靶基因的功能，近年来发展迅速,已成为功能基因组研究和反向遗传学研究的有力工具。外源性基因随机整合到宿主细胞基因组内,经过特殊的操作，产生一些dsRNA（特殊的双

6、链RNA）。胞质中的核酸内切酶Dicer将这些dsRNA切割成多个具有特定长度和结构的短双链RNA(大约21~25bp),即siRNA。siRNA与体内一些酶结合形成RNA诱导的沉默复合物(RISC)。RNA诱导的沉默复合物经过解旋具有活性，然后与查尔酮合成酶基因转录的mRNA的同源区进行特异性结合,具有活性的RNA诱导的沉默复合物具有核酸酶的功能,在结合部位切割mRNA,被切割后的断裂mRNA随即降解。RNAi作用机制浅红香石竹粉红香石竹白色矮牵牛三、表达外源黄酮类色素黄酮类化合物含量在不同花卉品种上差异很大。一些植物能产生某种花青素，而其他品种却不能。因此，一种比较有

7、希望的方法就是通过转基因方法将外源目的基因导入目标植物。首先是在矮牵牛上导入玉米相关基因导致花色的改变在蓝花设计上，蓝花植物的花色素主要是翠雀素糖苷。翠雀素是无色的。但是是通过催化翠雀素（二氢黄酮醇）B环3‘和5’位置的基团的羟化可以形成翠雀素糖苷，但多数花缺乏都缺乏黄酮类3‘5’羟化酶(F3′5′H)。2004年，三得利公司让玫瑰具备了制造“翠雀花素”的能力。染出来的蓝玫瑰——“蓝色妖姬”日本公司培植出的世界上第一株蓝玫瑰普通香石竹转后香石竹导入外源DFR（二氢黄酮醇4-还原酶）和F3′5′H基因，无色的二氢杨梅素(翠雀素)