6种不结球白菜材料叶片抗氧化活性的比较及花青苷合成相关基因的表达分析.pdf

南 京 农 业 大 学 学 报 2018,413422-428 http//J o u r n a l o f N a n j i n g A g r i c u l t u r a l U n i v e r s i t y DOI10.7685/jnau.201706044 ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ 收 稿 日 期 2017-06-29 基 金 项 目 江 苏 省 农 业 科 技 自 主 创 新 项 目[CX151015]; 江 苏 省 科 技 支 撑 计 划 项 目BE2013429 作 者 简 介 董 慧 杰, 硕 士 研 究 生。 * 通 信 作 者 胡 春 梅, 副 教 授, 研 究 方 向 为 蔬 菜 分 子 生 物 学 与 遗 传 育 种,E-。 董 慧 杰, 韩 克, 侯 喜 林, 等.6 种 不 结 球 白 菜 材 料 叶 片 抗 氧 化 活 性 的 比 较 及 花 青 苷 合 成 相 关 基 因 的 表 达 分 析[J]. 南 京 农 业 大 学 学 报,2018, 413422-428. 6 种 不 结 球 白 菜 材 料 叶 片 抗 氧 化 活 性 的 比 较 及 花 青 苷 合 成 相 关 基 因 的 表 达 分 析 董 慧 杰, 韩 克, 侯 喜 林, 张 志 硕, 胡 春 梅 * 南 京 农 业 大 学 园 艺 学 院/ 作 物 遗 传 与 种 质 创 新 国 家 重 点 实 验 室, 江 苏 南 京210095 摘 要 [ 目 的] 本 文 旨 在 比 较 不 结 球 白 菜 不 同 材 料 间 叶 片 总 花 青 苷 含 量 及 其 抗 氧 化 活 性, 探 究 花 青 苷 合 成 相 关 基 因 的 表 达 特 性。[ 方 法] 以6 种 不 结 球 白 菜 材 料 为 试 材, 采 用DPPH1,1- 二 苯 基-2- 三 硝 基 苯 肼 法 和 铁 离 子 还 原 能 力FRAP 法 检 测 了 叶 片 提 取 液 抗 氧 化 活 性, 并 测 定 了 花 青 苷 合 成 相 关 结 构 基 因 B r c F 3 H、 B r c D F R、 B r c A N S、 B r c C H I、 B r c C H S、 B r c U F G T 和 调 节 基 因 B r c T T 8、 B r c T T G 1、 B r c M Y B 7 5、 B r c M Y B 9 0、 B r c G L 3、 B r c E G L 3 . 1、 B r c E G L 3 . 2 的 表 达 水 平。 [ 结 果] 在6 种 不 结 球 白 菜 材 料 中, 深 紫 色 材 料NJZX1-4 的 总 花 青 苷 含 量 最 高, 为801.5±57.4μg·g -1 。 6 种 材 料 叶 片 提 取 液 的DPPH 自 由 基 清 除 率 为 49.31±3.9184.94±6.20, 铁 离 子 还 原 能 力 为256.8±136.31279.5±202.0μg·g -1 , 其 中 紫 色 材 料NJZX1-1 叶 片 的DPPH 自 由 基 清 除 率 和 铁 离 子 还 原 能 力 最 强, 且 总 花 青 苷 含 量 与DPPH 自 由 基 清 除 率 和 铁 离 子 还 原 能 力 均 存 在 极 显 著 正 相 关。 结 构 基 因 B r c F 3 H、 B r c D F R、 B r c A N S 和 调 节 基 因 B r c T T 8 在6 种 材 料 中 的 表 达 量 与 总 花 青 苷 的 含 量 呈 正 相 关。 调 节 基 因 B r c M Y B 7 5 和 B r c T T G 1 在 紫 色 材 料NJZX1-4 叶 片 中 具 有 较 高 的 表 达 量, 而 B r c E G L 3 . 2 和 B r c M Y B 9 0 基 因 在 所 有 材 料 中 均 无 表 达。 [ 结 论] 不 结 球 白 菜 不 同 材 料 间 花 青 苷 含 量 和 抗 氧 化 活 性 存 在 显 著 差 异, 且 紫 色 材 料 富 含 的 花 青 苷 在 高 抗 氧 化 性 方 面 发 挥 了 重 要 作 用。 此 外,3 个 结 构 基 因 和3 个 调 节 基 因 的 表 达 水 平 与 总 花 青 苷 含 量 密 切 相 关, 在 调 控 不 结 球 白 菜 叶 片 着 色 过 程 中 起 重 要 作 用。 关 键 词 不 结 球 白 菜; 花 青 苷; 抗 氧 化 活 性; 结 构 基 因; 调 节 基 因 中 图 分 类 号 S634.3 文 献 标 志 码 A 文 章 编 号 1000-2030 2018 03-0422-07 Comparisonofanthocyaninsantioxidantactivitiesandthe expressionanalysisofgenesrelatedtoanthocyaninsbiosynthesis intheleavesofsixnon-headingChinesecabbagematerials DONGHuijie,HANKe,HOUXilin,ZHANGZhishuo,HUChunmei * CollegeofHorticulture/StateKeyLaboratoryofCropGeneticsandGermplasmEnhancement, NanjingAgriculturalUniversity,Nanjing210095,China Abstract[Objectives]Theaimofthisstudywastocomparetheantioxidantactivityoftotalanthocyaninscontentintheleavesof differentnon-heading Chinese cabbage materials,and to investigate the expression patterns of genes related to anthocyanins biosynthesisinthesematerials.[s]Weusedsixmaterialsofnon-headingChinesecabbages,andmeasuredtheantioxidant activitiesofleaves by using DPPH1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyland FRAPferric reducing ability of plasmas. In addition,wedeterminedtheexpressionlevelsofrelatedstructuralgenes B r c F 3 H, B r c D F R, B r c A N S, B r c C H I, B r c C H S, B r c U F G Tand regulatorygenes B r c T T 8, B r c T T G 1, B r c M Y B 7 5, B r c M Y B 9 0, B r c G L 3, B r c E G L 3 . 1, B r c E G L 3. 2relatedtoanthocyaninsbiosynthesis. [Results]Amongsixmaterials,totalanthocyaninscontentwasthehighestinthedeeppurplematerialNJZX1-4,whichwas801.5± 57.4μg·g -1 .DPPHfreeradicalscavengingratesofsixmaterialswere49.31±3.91-84.94±6.20,andFRAPvalueswere 256.8±136.3-1279.5±202.0μg·g -1 ,whichwashigherinpurplematerialNJZX1-1thanthoseofothermaterials.Thecorrela- tionamongtotalanthocyaninscontent,DPPHradicalscavengingrateandFRAP antioxidantcapacitywereextremelysignificant. Moreover,we found that the expression of anthocyanins structural genes B r c F 3 H, B r c D F R and B r c A N Sand regulatory genes B r c T T 8werepositivelycorrelatedwiththecontentoftotalanthocyanins. Regulatorygenes B r c E G L 3. 2and B r c M Y B 9 0hadno expressionin all materials,and B r c M Y B 7 5 and B r c T T G 1 were highly expressed in the deep purple leaf material NJZX1-4. [Conclusions]Thereweresignificantdifferencesintotalanthocyaninscontentandantioxidantactivityamongdifferentnon-heading 第3 期 董 慧 杰, 等6 种 不 结 球 白 菜 材 料 叶 片 抗 氧 化 活 性 的 比 较 及 花 青 苷 合 成 相 关 基 因 的 表 达 分 析 Chinesecabbagematerials,andanthocyaninsplayedanimportantroleinantioxidantactivitiesinleaves.Theexpressionlevelsof threeanthocyaninsstructuralgenesandthreeregulatorygeneshadcloserelationwiththeaccumulationofanthocyaninsinleaves, indicatingthatthesegenesmightplayanimportantroleinregulatingthecoloringprocessinleavesofnon-headingChinesecabbage. Keywordsnon-headingChinesecabbage;anthocyanins;antioxidantactivity;structuralgenes;regulatorygenes 不 结 球 白 菜 B r a s s i c a r ap assp. c hi n e ns i s 因 其 适 应 性 广、 营 养 丰 富、 栽 培 方 便 和 生 长 周 期 短, 而 受 到 人 们 的 青 睐。 紫 色 不 结 球 白 菜 叶 片 上、 下 表 皮 具 有 较 大 的 颜 色 差 异, 通 常 上 表 皮 呈 深 紫 色 或 亮 紫 色, 下 表 皮 紫 色 分 布 不 均 匀, 富 含 花 青 苷 [1-2] 。 花 青 苷 主 要 存 在 于 植 物 液 泡 中, 使 植 物 花、 叶 片、 果 实、 种 子 等 呈 现 不 同 色 彩 [3] 。 研 究 表 明, 花 青 苷 是 最 理 想 的 抗 自 由 基 物 质, 具 有 很 强 的 抗 氧 化 性 [4] 和 抗 癌 及 预 防 心 血 管 疾 病 等 作 用 [5-6] 。 花 青 苷 的 抗 氧 化 性 与 活 性 酚 羟 基 有 关, 酚 羟 基 具 有 很 强 的 抗 氧 化 活 性, 使 花 青 苷 具 有 清 除 各 种 活 性 氧 自 由 基 的 能 力 [7-8] 。 植 物 花 青 苷 生 物 合 成 途 径 属 于 类 黄 酮 生 物 合 成 途 径 分 支 之 一, 其 生 物 合 成 过 程 不 仅 受 结 构 基 因 的 作 用,还 受 相 关 调 节 基 因 的 影 响 [9-10] 。 在 植 物 花 青 苷 合 成 途 径 中, 结 构 基 因 直 接 参 与 花 青 苷 和 中 间 代 谢 产 物 的 合 成 与 贮 藏, 主 要 包 括 查 尔 酮 合 酶 基 因 C H S、 查 尔 酮 异 构 酶 基 因 C H I、 黄 烷 酮3- 羟 化 酶 基 因 F 3 H 和 类 黄 酮3′- 羟 化 酶 基 因 F 3 ′ H、NADPH 依 赖 性 二 氢 黄 酮 醇 还 原 酶 基 因 D F R、 无 色 花 青 苷 双 加 氧 酶 / 花 青 苷 合 成 酶 基 因 L D O X / A N S 和 类 黄 酮-3- O- 葡 糖 基 转 移 酶 基 因 U F 3 G T。 与 植 物 花 青 苷 合 成 有 直 接 关 系 的 转 录 因 子 主 要 包 括R2R3-MYB、MYCbHLH 和WD40 三 类, 通 过 其 单 体 或 者 复 合 体 来 调 控 结 构 基 因 的 表 达, 进 而 影 响 花 色 素 的 积 累。 目 前, 植 物 中 花 青 苷 的 研 究 多 集 中 在 其 组 分 研 究 上。 本 研 究 以6 种 不 同 着 色 程 度 的 不 结 球 白 菜 为 试 验 材 料, 比 较 其 总 花 青 苷 含 量, 采 用DPPH 自 由 基 清 除 能 力 法DPPH 法 和 铁 离 子 还 原 能 力 法FRAP 法 来 研 究 叶 色 差 异 的 不 结 球 白 菜 叶 片 的 抗 氧 化 活 性, 并 利 用 实 时 定 量 和 半 定 量 方 法 测 定 花 青 苷 合 成 相 关 结 构 基 因 和 调 节 基 因 的 表 达 水 平, 为 进 一 步 研 究 不 结 球 白 菜 中 花 青 苷 的 特 性 及 生 物 合 成 机 制 提 供 理 论 基 础。 1 材 料 与 方 法 图1 6 种 不 结 球 白 菜 材 料 叶 色 的 比 较 Fig.1 Comparisonofleafcolorinsixnon-headingChinesecabbagematerials a.‘ 苏 州 青’‘Suzhouqing’;b.NJZX1-0;c.NJZX2-1;d.NJZX1-1;e.NJZX2-2;f.NJZX1-4. 1.1 材 料 选 用6 种 不 结 球 白 菜 材 料 图1, 分 别 为 深 紫 色 的NJZX1-4 常 规 紫 色 可 育 系, 紫 色 的NJZX1-1 常 规 紫 色 不 育 系, 绿 色 的‘ 苏 州 青’ 和NJZX1-0 由NJZX1-4 经 化 学 诱 变 后 挑 选 出 的 可 稳 定 遗 传 的 绿 色 突 变 3 2 4 南 京 农 业 大 学 学 报 第41 卷 单 株, 深 紫 色 单 株NJZX2-2 和 浅 紫 色 单 株NJZX2-1 由NJZX1-4 母 本 和NJZX1-0 父 本 杂 交 后F 1 代 经 自 交 后 所 得F 2 代。 将 种 子 用 蒸 馏 水 冲 洗 干 净, 室 温 催 芽3d, 播 种 至 穴 盘。 幼 苗 长 到2 叶1 心 时 移 至 大 棚, 待 材 料 长 至7 叶 期 时 取 样, 并 将 所 有 样 品 置 于-80℃ 保 存 备 用。 1.2 花 青 苷 的 提 取 与 测 定 参 照 王 小 青 等 [11] 的 方 法 并 略 有 改 动。 取 新 鲜 功 能 叶 片0.1g 用 液 氮 研 磨 后, 加 入1.5mL 酸 化 甲 醇 含 体 积 分 数3 的HCl, 适 当 摇 晃 条 件 下 室 温 浸 提10h; 常 温10000r·min -1 离 心5min, 然 后 取 上 清 液 经 0.22μm 滤 膜 过 滤, 备 用。 采 用pH 值 示 差 法 测 定 总 花 青 苷 含 量, 具 体 步 骤 参 照 许 玉 超 等 [12] 的 方 法。 1.3 不 结 球 白 菜 叶 片 花 青 苷 抗 氧 化 活 性 测 定 DPPH 法 参 照 殷 丽 琴 等 [13] 的 方 法 测 定DPPH 自 由 基 清 除 率, 生 物 学 重 复3 次。 FRAP 法 参 照Benzie 等 [14] 的 方 法 测 定FRAP 值 并 略 有 改 动。 将FRAP 工 作 液 预 热 至37℃, 提 取 的 甲 醇 粗 液150μL, 加 入2850μLFRAP 工 作 液, 暗 室 反 应30min 后 测 定593nm 波 长 下 的 吸 光 值。 以 没 食 子 酸 溶 液 作 为 标 准 样 品 绘 制 标 准 曲 线 y0 .0066 x0 .1127 R 2 0.9696。 单 位 为μg·g -1 。 重 复3 次。 1.4 总RNA 的 提 取 与 单 链cDNA 的 合 成 总RNA 的 提 取 参 照RNA 提 取 试 剂 盒 使 用 说 明 书TaKaRa。 单 链cDNA 的 合 成 参 照PrimeScriptRT reagentKitwithgDNAEraser 反 转 录 试 剂 盒TaKaRa。 1.5 实 时 荧 光 定 量PCR 利 用BeaconDesignerv7.9 软 件 设 计 引 物, 引 物 序 列 如 表1 所 示。 A c t i n 基 因 作 为 内 参 [15] , 并 通 过 普 通 PCR 验 证 引 物 的 特 异 性。 RT-qPCR 反 应 采 用SYBR P r e m i x E x T aq 试 剂 盒, 以 稀 释10 倍 的 单 链cDNA 作 为 模 板。 体 系 共20μL, 含SYBR P r e m i x E x T a q10μL,ddH 2 O7.2μL, 模 板2μL, 正、 反 引 物 各0.4μL。 生 物 学 重 复3 次, 相 对 定 量 测 定 参 照ΔΔ C T 法 [16] 。 表1 引 物 序 列 Table1 Primersequencesinthisstudy 引 物Primer 序 列Sequence5′→3′ 用 途Usage B r c C H I-F/R TATTAAGGTGACGATGAAG/GAGAGAGCAAAGAGAATC RT-qPCR B r c C H S-F/R ATCCAGACTACTACTTCC/GACTTCAACAACCACAAT RT-qPCR B r c F 3 H-F/R CGAGCAGACTATCAATAG/ATATCTCTACTCATCTTTCTC RT-qPCR B r c D F R-F/R CATAAGACAAGGACAGTAT/CGGAGATAGTAAGAATCG RT-qPCR B r c A N S-F/R ACCTTCATTCTACACAAC/AATCCTTACCTTCTCCTT RT-qPCR B r c U F G T-F/R GTAATGTATCCGTGGTTAG/GGTAGAGGTTAAGAGGTT RT-qPCR B r c G L 3-F/R TCTATCTCTGCTTCTCAA/CTTCCTCGTCTTAATGTC RT-PCR B r c E G L 3 . 1-F/R GTGAAGAACTCAATAACTG/GTGAAGAACTCAATAACTG RT-PCR B r c E G L 3 . 2-F/R AGAGTGATATAGGAGAAGAT/TCGTATCATCAAGAATCG RT-PCR B r c T T 8-F/R CTGGAATCTACTCATCAC/GCATCTCATCTCTAACAA RT-PCR B r c T T G 1-F/R CACTCCACCATCATCTAC/GTCAAGAATCACAACCTTAT RT-PCR B r c M Y B 9 0-F/R ACCCATTTGAGTAAGAAA/GGTATAAGAGCAAGGAAT RT-PCR B r c M Y B 7 5-F/R GCTGTAATACCAAGATGA/AAGGAATAGAGGAATAACG RT-PCR A c t i n-F/R GTTGCTATCCAGGCTGTTCT/AGCGTGAGGAAGAGCATAAC RT-PCRorRT-qPCR 1.6 半 定 量PCR 以 单 链cDNA 作 为 模 板, 体 系20μL2HiQPCRMix10μL, 引 物 各1μL, 模 板1μL,ddH 2 O7μL。 反 应 程 序 为96℃2min;96℃30s,57℃30s,72℃30s,28 个 循 环;72℃10min。 1.7 数 据 处 理 采 用MicrosoftExcel2007 和SPSS20.0 软 件 对 数 据 进 行 统 计 分 析, 以 - x± SD 表 示。 2 结 果 与 分 析 2.1 不 结 球 白 菜 叶 片 的 总 花 青 苷 含 量由 图2 可 以 看 出 不 结 球 白 菜 深 紫 色 材 料NJZX2-2 和NJZX1-4 叶 中 总 花 青 苷 含 量 较 高, 分 别 为 4 2 4 第3 期 董 慧 杰, 等6 种 不 结 球 白 菜 材 料 叶 片 抗 氧 化 活 性 的 比 较 及 花 青 苷 合 成 相 关 基 因 的 表 达 分 析 图2 6 种 不 结 球 白 菜 材 料 叶 片 中 总 花 青 苷 含 量 的 比 较 Fig.2 Comparisonoftotalanthocyanincontentof6 materialsinnon-headingChinesecabbageleaves不 同 大 写 字 母 表 示 在0.01 水 平 差 异 显 著。 下 同。 Different capital letters indicate significant difference at 0.01 level.Thesameasfollows. 693.0±50.6 和801.5±57.4μg·g -1 , 极 显 著 高 于 浅 紫 色 材 料NJZX1-1 P0.01;NJZX2-1 叶 中 总 花 青 苷 含 量 为279.7±56.5μg·g -1 , 且 极 显 著 低 于NJZX1-1; 绿 色 材 料NJZX1-0 和‘ 苏 州 青’ 叶 中 总 花 青 苷 含 量 基 本 上 为0。 2.2 不 结 球 白 菜 叶 片 提 取 液 的 抗 氧 化 活 性 由 图3 可 见6 种 不 结 球 白 菜 材 料 叶 片 提 取 液 对DPPH 自 由 基 均 具 有 良 好 的 清 除 能 力, DPPH 自 由 基 清 除 率 为49.31±3.9184.94± 6.20, 变 异 系 数 为20.7。 6 种 材 料 中 叶 片 提 取 液 的DPPH 自 由 基 清 除 率 由 大 到 小 依 次 为 NJZX1-1、NJZX1-4、NJZX2-2、NJZX2-1、NJZX1-0、 ‘ 苏 州 青’, 且 紫 色 材 料 叶 片 的DPPH 自 由 基 清 除 率 极 显 著 高 于 绿 色 材 料 叶 片。 叶 片 提 取 液 的 铁 离 子 还 原 能 力 整 体 上 是 紫 色 叶 片 提 取 液 高 于 绿 色 叶 片 P0.05。6 种 材 料 叶 片 提 取 液 的FRAP 值 为256.8±136.31279.5±202.0μg·g -1 。 其 中, NJZX1-1 叶 片 提 取 液 的 铁 离 子 还 原 能 力 最 强, 而NJZX2-1 与NJZX1-0 差 异 不 显 著。 相 关 性 分 析 表 明, 不 同 叶 色 白 菜 叶 片 中 总 花 青 苷 含 量 与 铁 离 子 还 原 能 力 极 显 著 相 关, 相 关 系 数 为0.646, 与DPPH 自 由 基 清 除 率 也 极 显 著 相 关, 相 关 系 数 为0.829。 图3 不 结 球 白 菜 叶 片 提 取 液 的DPPH 自 由 基 清 除 率 和FRAP 值 Fig.3 DPPHfreeradical-scavengingratesandthuesofFRAPoftheextractsfrom non-headingChinesecabbageleaves 不 同 小 写 字 母 表 示 在0.05 水 平 差 异 显 著。 Differentsmalllettersindicatesignificantdifferenceat0.05level. 2.3 不 结 球 白 菜 花 青 苷 合 成 途 径 中 结 构 基 因 的 表 达 特 性 由 图4 可 见 花 青 苷 合 成 途 径 中 结 构 基 因 B r c F 3 H、 B r c D F R 和 B r c A N S 的 表 达 水 平 在 紫 色 叶 片 中 极 显 著 高 于 绿 色 叶 片, 且 在6 种 材 料 中 相 对 表 达 量 与 叶 片 总 花 青 苷 含 量 呈 正 相 关。 除 B r c U F G T 基 因 外 其 他5 个 结 构 基 因 在 深 紫 色 材 料NJZX1-4 和NJZX2-2 中 均 有 较 高 的 表 达 量; B r c C H I 基 因 在 绿 色 的‘ 苏 州 青’ 中 的 表 达 量 显 著 高 于 紫 色 材 料NJZX1-1, B r c C H S 基 因 在‘ 苏 州 青’ 中 的 表 达 量 显 著 高 于 浅 紫 色 材 料NJZX2-1, 而 B r c U F G T 基 因 在 所 有 材 料 中 的 表 达 均 处 于 较 低 水 平。 2.4 不 结 球 白 菜 花 青 苷 合 成 途 径 中 调 节 基 因 的 表 达 特 性 7 个 调 控 花 青 苷 的 调 节 基 因 在6 种 材 料 叶 片 中 的 表 达 结 果 图5 显 示 调 节 基 因 表 达 具 有 特 异 性。 其 中, B r c G L 3 和 B r c E G L 3. 1 基 因 表 现 出 相 似 的 表 达 模 式, 即 在6 种 材 料 叶 片 中 均 有 表 达 且 在 材 料 间 差 异 不 明 显。 此 外, B r c M Y B 75 基 因 和 B r c T T G 1 基 因 在 深 紫 色 材 料NJZX1-4 叶 片 中 有 较 高 表 达, 而 B r c E G L3 . 2 基 因 和 B r c M Y B 9 0 基 因 在 所 有 材 料 的 叶 片 中 均 不 表 达; B r c T T 8 基 因 在 所 有 材 料 中 表 现 不 同 的 表 达 水 平, 其 表 达 量 由 大 到 小 依 次 为NJZX2-2、NJZX1-4、NJZX1-1、NJZX2-1、‘ 苏 州 青’、NJZX1-0, 与 花 青 苷 含 量 测 定 结 果 一 致。 5 2 4 南 京 农 业 大 学 学 报 第41 卷 图4 不 结 球 白 菜 花 青 苷 合 成 途 径 中 结 构 基 因 的 相 对 表 达 水 平 Fig.4 Relativeexpressionlevelsofthestructuralgenesoftheanthocyaninbiosynthesis innon-headingChinesecabbage 图5 不 结 球 白 菜 花 青 苷 合 成 途 径 中 调 节 基 因 的 表 达 量 Fig.5 Expressionleveloftheregulatorygenesoftheanthocyaninbiosynthesis innon-headingChinesecabbage 6 2 4 第3 期 董 慧 杰, 等6 种 不 结 球 白 菜 材 料 叶 片 抗 氧 化 活 性 的 比 较 及 花 青 苷 合 成 相 关 基 因 的 表 达 分 析 3 讨 论 紫 色 白 菜 类 叶 片 中 所 含 色 素 大 多 为 花 青 苷 类 化 合 物 [17] 。 红 叶 芥 菜、 紫 红 色 大 白 菜、 红 菜 薹、 紫 色 小 白 菜 和 紫 结 球 甘 蓝5 种 芸 薹 属 新 鲜 叶 片 花 青 苷 含 量 为130.0719.0μg·g -1[18] 。 本 研 究 中, 紫 色 不 结 球 白 菜 叶 片 中 花 青 苷 含 量 为0801.5μg·g -1 , 绿 色 叶 片 基 本 不 含 花 青 苷; 其 中, 紫 色 不 结 球 白 菜NJZX1-4 叶 片 中 花 青 苷 含 量 明 显 高 于 红 叶 芥 菜719.0μg·g -1 。 紫 色 白 菜 叶 片 中DPPH 自 由 基 清 除 率 和 铁 离 子 还 原 能 力 FARP 值 均 显 著 高 于 绿 色 叶 片, 且 叶 片 花 青 苷 含 量 与DPPH 自 由 基 清 除 率 和 铁 离 子 还 原 能 力 基 本 呈 正 相 关, 这 与 殷 丽 琴 等 [13] 研 究 结 果 一 致。 植 物 中 花 青 苷 生 物 合 成 受 结 构 基 因 的 作 用。 Gong 等 [19] 研 究 发 现 F 3 H 基 因 在 红 色 紫 苏 叶 片 中 表 达, 而 在 绿 叶 材 料 中 不 表 达,Sparvoli 等 [20] 在 葡 萄 中 也 发 现 类 似 结 果。 过 量 表 达 D F R 1 基 因, 可 以 增 加 转 基 因 植 株 中 花 青 苷 的 含 量 [21-22] 。 紫 色 羽 衣 甘 蓝 中 D F R 和 A N S 的 表 达 明 显 高 于 绿 色 材 料 [23] 。 在 本 研 究 中, 结 构 基 因 B r c F 3 H、 B r c D F R 和 B r c A N S 在 紫 色 不 结 球 白 菜 叶 片 中 的 表 达 极 显 著 高 于 绿 色 叶 片, 且 其 表 达 水 平 与 不 结 球 白 菜 叶 片 紫 色 着 色 程 度 呈 正 相 关, 即 叶 片 花 青 苷 含 量 越 高, 基 因 的 表 达 量 越 高, 因 此 推 测 基 因 B r c F 3 H、 B r c D F R 和 B r c A N S 为 影 响 不 结 球 白 菜 花 青 苷 生 物 合 成 的 关 键 基 因。 双 子 叶 植 物 花 青 苷 的 生 物 合 成 不 但 受 结 构 基 因 的 影 响, 还 受 转 录 因 子 的 调 控 作 用 [24] 。 植 物 花 青 苷 生 物 合 成 调 控 因 子 主 要 有 三 大 类, 包 括MYB 蛋 白、bHLH 蛋 白 和WD40 蛋 白,3 种 蛋 白 之 间 均 可 发 生 相 互 作 用,进 而 形 成 二 元 复 合 物 或 者 相 互 作 用 成MYB-bHLH-WD40 三 元 复 合 物 共 同 调 控 基 因 表 达 [25-26] 。 在 拟 南 芥 中,WD-repeat 蛋 白TTG1 通 过 结 合bHLH 转 录 因 子GL3、TT8 或EGL3 和R2R3-MYB 转 录 因 子 MYB75/PAP1、MYB90/PAP2、MYB113 或MYB114 形 成WD-repeat/Mybs/bHLH 复 合 物 来 上 调 花 青 苷 合 成 后 期 基 因 D F R、 A N S 或 U F 3 G T 的 表 达 [27-28] 。 本 研 究 中, 我 们 发 现 在 验 证 的7 个 调 节 基 因 中, B r c G L 3、 B r c E G L 3 . 1 和 B r c T T 8 基 因 在 绿 色 和 紫 色 材 料 中 均 有 表 达, 其 中 B r c T T 8 基 因 在 不 同 材 料 中 的 表 达 水 平 与 其 叶 片 着 色 程 度 相 关, 即 花 青 苷 含 量 越 多, B r c T T 8 表 达 量 越 高。 另 外, B r c M Y B 75 和 B r c T T G 1 在 深 紫 色 材 料 NJZX1-4 叶 片 中 有 较 高 表 达。 本 试 验 结 果 表 明 这 些 转 录 因 子 在 很 大 程 度 上 参 与 了 叶 片 中 花 青 苷 的 生 物 合 成 调 控, 但 其 是 如 何 通 过 调 节 结 构 基 因 进 而 调 控 花 青 苷 的 积 累, 有 待 进 一 步 研 究。 参 考 文 献References [1] 李 长 新. 紫 色 小 白 菜 花 青 素 理 化 性 质 研 究[D]. 杨 凌 西 北 农 林 科 技 大 学,2011. LiCX.Thestudyofphysicochemicalpropertyofanthocyanidininpurplepakchoi[D].YanglingNorthwestAFUniversity,2011inChinese withEnglishabstract. [2] 徐 学 玲, 赵 岫 云, 王 丹, 等.HPLC-ESI-MS 分 析 紫 色 小 白 菜 中 花 青 苷 组 成 分 析[J]. 食 品 工 业 科 技,2014,3511278-281. XuXL,ZhaoXY,WangD,etal.HPLC-ESI-MSanalysisofthestructureandcontentofanthocyaninsinpurplepakchoi[J].Scienceand TechnologyofFoodIndustry,2014,3511278-277inChinesewithEnglishabstract. [3] TanakaY,SasakiN,OhmiyaA.Biosynthesisofplantpigmentsanthocyanins,betalainsandcarotenoids[J].PlantJournalforCellandMolecular Biology,2008,544733-749. [4] Pascual-TeresaSD,Sanchez-BallestaMT.Anthocyaninsfromplanttohealth[J].PhytochemistryReviews,2008,72281-299. [5]