紫色不结球白菜花色苷合酶基因BrcANS的克隆与表达分析

作     者：许玉超 侯喜林 徐玮玮 沈露露 张仕林 刘世拓 胡春梅 XU Yu-Chao;HOU Xi-Lin;XU Wei-Wei;SHEN Lu-Lu;ZHANG Shi-Lin;LIU Shi-Tuo;HU Chun-Mei

作者机构：南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室江苏南京210095 安徽省合肥市肥西县农业委员会安徽合肥230001 

出 版 物：《作物学报》 (Acta Agronomica Sinica)

年 卷 期：2016年第42卷第6期

页      面：850-859页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0902[农学-园艺学] 090202[农学-蔬菜学] 

基　　金：江苏省农业科技自主创新项目[CX(15)1015] 江苏省科技支撑计划项目(BE2013429)资助 

主　　题：不结球白菜 花色苷合酶 同源克隆 序列分析 总花色苷含量 基因表达 

摘      要：以不结球白菜紫色品系NJZX1-3和其绿色突变体NJZX1-0及其后代F_2的2个株系NJZX2-1和NJZX2-2为材料,研究花色苷合酶基因在紫色不结球白菜叶片花色苷合成途径中的作用。利用同源克隆的方法,分别在NJZX1-3及NJZX1-0中克隆到花色苷合酶基因;经序列比对发现,花色苷合酶基因的核苷酸和氨基酸序列在2种材料和大白菜中完全一致,长度为1077 bp,编码358个残基,第211~第307肽段具有2OG-Fe(Ⅱ)双加氧酶家族基因的结构域,被命名为BrcANS。BrcANS蛋白与同科芥菜的同源性高达99%,进化关系亦与其最相近。在全部4种材料鲜叶中,总花色苷的含量(TAC)与叶片紫色程度是一致的,其中,NJZX1-3叶片中总花色苷含量最高,达到80.15±5.74 mg 100g^(–1) FW;BrcANS表达量为NJZX1-0NJZX2-1NJZX2-2NJZX1-3,与其总花色苷含量呈正相关。BrcANS的mRNA在NJZX1-3和NJZX1-0两种材料的不同组织中特异性表达:在叶片中高度表达,而在其他组织中表达较弱;另外,在两种材料间的表达亦存在显著差异,在NJZX1-3叶片中的表达丰度显著高于NJZX1-0。随着叶龄的增大,紫色不接球白菜叶片紫色变浅,BrcANS的表达量下降,且在NJZX1-3和NJZX1-0间的表达差异亦明显减小。以上结果表明,BrcANS基因是紫色不结球白菜中花色苷合成的关键基因之一,其mRNA表达量与叶片紫色直接相关,可能在其转录水平上调控叶片中紫色的形成。