全 文 ：西北农业学报　2011 , 20(8):152-158
Acta A griculturae Boreali-occidentalis Sinica
矮牵牛 F3′5′H基因的克隆及其在不同着色花药中的表达＊
花　庆1＊ ,王　蕾1 ,2＊ ,韦灵林1 ,刘迎团1 ,徐 　虹1
(1.西北农林科技大学生命科学学院 ,陕西杨凌　712100;2.西北农林科技大学 动物医学院 ,陕西杨凌　712100)
摘　要:通过品种间杂交和后代筛选 , 从模式植物矮牵牛中筛选出具有蓝花冠蓝花药的稳定株系。为了明确
蓝色花药形成的分子机制 ,对蓝色花色素苷合成途径中的关键酶黄烷酮 3′, 5′-羟化酶(F3′5′H)进行研究 , 比
较不同花药着色的矮牵牛植株中 , F3′5′H 基因组 DNA 的 PC R扩增模式 、基因组序列 , 以及花发育第 3 阶段
的花药组织中基因表达差异。结果表明 ,蓝色花药植株与对照材料间的 F3′5′H 基因组 DNA 扩增模式基本
相同 ,都存在两个基因编码位点 Hf1 和 Hf2 。在蓝色花药植株中 , Hf1 位点扩增出两个片段 , 一个与已公布
的 Hf1 的序列完全一致 ,另一个是不能编码完整蛋白的假基因;Hf2 基因位点也扩增出两个基因片段 , 其中
有一个片段的 5′-末端序列与已公布的 Hf2 序列有 96%同源性 , 另一个是非特异性扩增产物。此外 , H f1 基
因可以在花药组织中表达 ,但仅在蓝色花药中有转录 ,而 H f2基因在花药组织中没有表达。根据上述结果认
为 ,矮牵牛植株中 , 编码 F3′5′H 的 Hf1 基因与蓝色花药的形成相关 ,这一结论为进一步揭示矮牵牛蓝色花药
形成的分子机制奠定了基础。
关键词:F3′5′H 基因;矮牵牛;蓝色花药;基因组 DNA;mRNA
中图分类号:Q94　　　　文献标志码:A　　　　　文章编号:1004-1389(2011)08-0152-07
Cloning and Expression of F3′5′HGene in Anther Tissue
with Different Colour in Petunia hybrida
HUA Qing1＊ , WANG Lei1 ,2＊ , WEI Ling lin1 , LIU Ying tuan1 and XU Hong1
(1.College of Life Sciences , Northw es t A&F University , Yanglin g Sh aanxi　712100 , China;
2.C ol lege of Veterinary Medicine , Northw est A&F Universi ty , Yangling Shaan xi　712100 , China)
Abstract:Through the hybridization of blue f low er line × red f low er line , and the screening o f of f-
spring , we have obtained a few stable blue anther lines f rom model plant Petunia hybrida.Fo r inves-
tig ating the mechanism of blue anther fo rmation , the relativi ty between f lav anone- 3′5′-hydroxy lase
(F3′5′H)and blue anther w as studied in this ar ticle , which is the key enzyme in the synthesis pathw ay
of 3′5′-hydro xy lated anthocyanin (blue anthocyanidin).The PCR amplification results and the se-
quences of genomic DNA , and the expression characters in the thi rd stage o f f low er development w ere
analyzed.The resul ts show ed that , the genomic amplified model of F3′5′H gene in blue anthers plant
were similar to it s CK(yellow anthers plant), there a re tw o encoded loci , Hf1 and H f2 .In blue an-
ther Petunia hybrida , Hf1 contain tw o genes , one is same as the republished cDNA of H f1 , the oth-
er is a pseudogene , which can not encode the complete pro tein;Hf2 also include tw o genes , the 5′-ter-
minal sequences of one gene show 96%identity w ith a republished H f2 sequence , and there have a non
specific amplifica tion band.Moreover , the expression analysis indicated that H f1 can be transcribed in
anthe r ti ssue but only in blue one , and H f2 couldn t express in anther.T he results suggested that
＊收稿日期:2010-12-29　　修回日期:2011-03-20
基金项目:新世纪优秀人才支持计划(NECT-07-0703);2009西北农林科技大学青年科学基金项目(QN2009071)。
第一作者:花　庆 ,女 ,在读硕士研究生 ,研究方向为生物化学与分子生物学。 E-mai l:huaqingf lower@yahoo.com.cn;王　蕾 , 女, 在
读硕士研究生 ,研究方向为细胞生物学。“ ＊”表示同等贡献 ,并列第一作者。
通讯作者:徐　虹 ,女 ,副教授 ,硕士生导师 ,研究方向为植物生物化学与分子生物学。 E-mai l:xu h73@163.com
there must be some relation betw een H f1 and blue colo r quality of anthe r in Petunia , which laid the
foundation for the further study o f blue anther fo rmation mechanism in Petunia hybrida.
Key words:F3′5′H gene;Petunia hybrida ;Blue anther;Genome DNA;mRNA
　　矮牵牛(Petunia hybrida)是茄科矮牵牛属
植物 ,多年生草本 ,自 19世纪 30年代开始栽培 ,
现已成为一种广泛种植的观赏植物 ,也是植物分
子生物学研究中的重要模式植物[ 1-2] 。根据花瓣
颜色 ,矮牵牛主要分为 3类:红色 、粉红色到玫瑰
红色 、葡萄酒色到蓝色 。花瓣颜色的差异主要是
由于含有不同的花色素苷 。栽培矮牵牛的花冠中
主要含有矢车菊素糖苷(红色)、芍药素糖苷(粉红
到玫瑰红色)、飞燕草素糖苷(蓝色到紫色)、矮牵
牛素糖苷(紫色)和锦葵色素糖苷(葡萄酒色和蓝
色)5种花色素苷[ 1-6] 。
西北农林科技大学生命科学学院实验室以蓝
花黄花药 、红花黄花药的大花矮牵牛植株作为亲
本杂交得到 F1 代 ,从自交 F 2 代中发现具有蓝色
花药的植株 , 又从自交 F3 代中筛选得到初步稳
定表达蓝花药性状的株系。目前 ,对矮牵牛花色
的研究大多集中在花冠上[ 6-8] ,对花药颜色的研究
相对较少 ,对蓝花药遗传规律及蓝花药形成的分
子机制的研究还未见报道。根据已有研究 ,蓝色
花冠的矮牵牛植株中 , 黄烷酮 3′5′-羟化酶
(F3′5′H)在花瓣蓝色素形成过程中起关键作用。
F3′5′H属于细胞色素 P450 家族的单加氧酶 ,是
CYP75家族成员 ,编码类黄酮合成途径中的一个
羟基化酶。从花色素合成途径来分析 ,F3′5′H 能
羟基化二氢山萘酚(DHK)和二氢槲皮素(DHQ)
的 C-3′5′位点生成二氢杨梅素 ,最终生成蓝色到
紫色的飞燕草色素苷[ 6-8] 。一种特殊的细胞色素
b5蛋白(CYTb5)可以增强 F3′5′H 酶的活性 ,
CYTb5由 di f F 基因编码 ,抑制 di fF 基因的表
达会使 F3′5′H 酶活性降低 、引起花色的改
变[ 6-12] 。
F3′5′H 基因是第 1个克隆的植物 CY P(细
胞色素蛋白)基因[ 2] ,通过对矮牵牛花瓣的 cDNA
文库进行筛选 , 发现 F3′5′H 基因是由 Hf1 和
Hf2两个基因位点编码的 , Hf1 在花冠边缘和花
筒部位表达 , Hf2 只在花冠边缘表达 , Hf1对花
色的效应更强[ 13] 。将 Hf1基因转入到双隐性纯
和突变体 hf1 hf1 hf2 hf2 矮牵牛株系中 ,结果转
基因植株 F3′5′H 的活性比野生型高 , 3′, 5′-羟基
花色素的含量也增高[ 13] 。在花冠中 , F3′5′H 的
活性会随花朵的发育而改变 ,在花蕾发育期和盛
开前酶活性最高 ,但在已开放的花朵中活性很
低[ 14] 。
已有的对 F3′5′H 基因时空表达特性研究大
多是以花瓣为研究对象 ,还没有涉及到花药组织。
而花药也属于花色(广义)中的一部分 ,也可以表
现出各种颜色 ,本试验以花发育第 3阶段(花蕾长
度 30 ～ 40 mm)的蓝花冠蓝花药矮牵牛植株为研
究对象 ,并以同一时期的蓝花冠黄花药的矮牵牛
植株为对照 ,研究 F3′5′H 基因的基因组序列差
异以及花药组织中基因转录水平的差异 , 对
F3′5′H 基因与矮牵牛蓝色花药的相关性进行研
究 ,为进一步揭示矮牵牛蓝色花药的分子机制奠
定良好的基础 。
1　材料与方法
1.1　材 料
以温室培养的蓝花冠蓝花药与蓝花冠黄花药
的矮牵牛植株为主要材料 。
矮牵牛的花药颜色通常为黄色 ,本研究以蓝
花黄花药和红花黄花药的两种大花矮牵牛植株为
亲本进行杂交 ,得到 F 1 代矮牵牛植株 ,表型为紫
花黄花药 ,花型明显变大 。将 F 1 代自交 , F2 代
出现分离 ,在分离群体中发现有蓝色花药的植株
(图 1),蓝花药是亲本中没有的性状。将这些植
株收种后 ,进行自交得到 F 3 代。对 F3 代群体进
行观察 ,得到相对稳定的蓝花冠蓝花药株系 ,此外
还发现 F3 代中花冠和花药的颜色都出现分离 ,出
现更多类型颜色的花冠和花药 ,花药出现黄 、黄绿
色 、粉红 、浅紫 、浅蓝 、蓝紫色 、灰绿色 、花斑等 。通
过对 F 3代群体花色及花药颜色观察 、分析发现 ,
所有红花矮牵牛植株都未出现蓝色花药 ,只有蓝
花和紫花植株中出现蓝色 、蓝紫色 、浅紫色花药。
1.2　方 法
1.2.1　植物培养方法　将矮牵牛种子在20 ℃的
恒温培养箱中避光培养 7 d ,待出苗后 ,分别移植
于培养钵中 , 25 ℃玻璃温室内培养 ,正常水肥管
理至开花 。
1.2.2　矮牵牛基因组 DNA 的提取　以矮牵牛
植株幼嫩叶片为材料 ,采用 SDS 微量抽提法提取
·153·8 期　　　　　　　　花　庆等:矮牵牛 F3′5′H 基因的克隆及其在不同着色花药中的表达
基因组 DNA ,操作步骤如下:①取幼嫩叶片 1 ～
2 g ,放入经液氮预冷的研钵中 ,加入液氮研磨至
粉末 ,用灭菌不锈钢药勺转移粉末到加有 700 μL
65 ℃提取液(T ris-HCl 100 mmol/ L , pH 8.0 、
EDTA 50 mmo l/L pH 8.0 、NaCl 500 mmol/L 、
20 g/ L SDS)的 1.5 mL 离心管中 ,轻轻混匀;②
65 ℃保温 30 min后加入 600 μL Tris-饱和酚 ,颠
倒混匀 ,提取 10 min后置冰上 10 min;③4 ℃下 ,
12 000 r/min离心 12 min ,转移上清到另一离心
管中 ,在吸取时记录上清的体积 ,向上清中加入
1/2倍体积的 Tris-酚 ,再加入1/2倍体积的氯仿 ,
提取 10 min 后 置 冰 上 10 min;④ 4 ℃,
12 000 r/min离心 12 min ,吸取上清转至另一离
心管中 ,加入 0.7 倍体积的异丙醇 ,混匀;⑤4 ℃
下放置 10 ～ 20 min ,待基因组 DNA 以气泡形式
浮上后用枪头将其挑出;⑥用 800 μL(φ=70%)
乙醇漂洗两次后 ,吹干 ,加入适量的灭菌 ddH 2O
或 TE 溶解 DNA ,电泳检测 。
1.2.3　F3′5′H 基因组 DNA的扩增　根据已经
公布的矮牵牛 Hf1、 Hf2的序列[ 6 , 8 , 13 , 15-16 , ] ,设计
3对引物分别用于扩增矮牵牛 F3′5′H 基因。引
物序列见表 1 ,由上海生工生物工程技术服务有
限公司合成。
　　扩增体系为 25 μL , 10×Ex 缓冲液 2.5 μL ,
2.5 mmol/ L dNTP 2 μL , 10 mmol/L 上下游引
物各 1μL , Ex Taq聚合酶(5 U/μL)0.2μL ,模板
图 1　花药颜色后代性状分离
Fig.1　Segregation of anther color in the offspring of Petunia hybrida
表 1　矮牵牛 F3′5′H基因的引物
Table 1　The primers of Petunia hybrida F3′5′H gene for PCR amplification
引物名称 Prim er 引物序列 S equence
Hf1-F11 5′-ATCA TAAGGTT CAT TT TA TCT TGATCA-3′
H f1-R 11 5′-CGCATCCTT TGGATACAA TCAAAC-3′
Hf1-F12 5′-GGCCA TACGT TT TCCTT TAGTCATG-3′
H f1-R 12 5′- TGCGCTT CATGT ACTCCT TT TAAT ACT-3′
Hf2-F 5′-GGCT T TAGACAATGGTGCTACT TAG-3′
H f2-R 5′-ATACTACCCAAAACTGAAACCACCG-3′
注:H f1-F11/ Hf1-R11 、 Hf1-F12/ H f1-R12用于扩增 H f1基因 , Hf2-F/ H f2-R用于扩增 Hf2基因。
Note:H f1-F11/ Hf1-R11 and Hf1-F12/ H f1-R12 are p rim ers of H f1 gene , H f2-F/ Hf2-R is primers of Hf2 gene.
图 2　矮牵牛花发育的几个不同阶段
Fig.2　Development stages of Pe tunia
hybrida flower and flower bud
图 3　不同发育阶段的蓝花药
Fig.3　Different developmental stages of of blue anther
·154· 西　北　农　业　学　报　　　　　　　　　　　　　　　　　　20 卷
DNA 100 ng ,终体积用水加至 25 μL。PCR反应
程序为:94 ℃预变性 5 min , 94 ℃ 30 s , 58 ℃
30 s ,72 ℃30 s ,35个循环 , 72 ℃延伸 5 min 。用
10 g/ L的琼脂糖凝胶电泳分离 PCR产物 ,然后用
普通琼脂糖凝胶 DNA 纯化试剂盒(GE Health-
care公司)纯化 PCR产物 。
1.2.4　RT-PCR扩增 F3′5′H 基因的 cDNA　矮
牵牛花冠中 F3′5′H 的活性随花朵的发育而改
变 ,在花蕾发育期和盛开前酶活性最高 ,但在已开
放的花朵中活性很低[ 13- 14] 。根据 Nakajim 等[ 2]
将矮牵牛花发育界定的 5个阶段 ,选取花发育第
3阶段的花药组织(如图 2 、图 3所示:具有明显花
色素的花蕾 ,花蕾长度为 30 ～ 40 mm),用大连宝
生物工程有限公司的 Total RNA 提取试剂盒提
取矮牵牛花药总 RNA 。
　　用大连宝生物工程有限公司的 Prime-
Script
TM
RT reagent K 反转录总 RNA 得到矮牵
牛花药的 cDNA , 分别用 Hf1-F 11 、 Hf1-R11;
Hf1-F12 、 Hf1-R12;Hf2-F 、 Hf2-R三对引物 ,
以反转录的 cDNA 为模板扩增 F3′5′H 基因 ,分
析花药组织中 F3′5′H 基因的表达特异性 ,反应
体系同“1.2.3”中基因组 DNA的扩增 。
2　结果与分析
2.1　F3′5′H基因组 DNA的扩增
根据已公布的矮牵牛 Hf1 、Hf2基因序列设
计出引物 Hf1-F11 、Hf1-R11;Hf1-F 12 、 Hf1-R12;
Hf2-F 、Hf2-R分别以蓝花蓝花药和对照材料蓝
花黄花药的基因组 DNA 为模板扩增矮牵牛的
F3′5′H 基因 ,扩增结果见图 4 、图 5 。
　　由图 4 和图 5可以看出 , 3对引物在两个样
品中扩增出的带型基本一致。第 1泳道和第 2泳
道扩增产物是位点 Hf1 的基因组 DNA , 分别扩
增出一条约 2 400 bp的条带;第 3泳道扩增产物
是位点 Hf2 的基因组 DNA , 扩增出 1 条约
2 400 bp和1条约600 bp的条带。根据扩增结果
推测 ,蓝花药和对照矮牵牛植株的基因组 DNA
中存在类似的 Hf1和 Hf2基因位点 。
2.2　F3′5′H基因序列测定结果
2.2.1　引物 Hf1-F11/ Hf1-R11扩增产物序列　
回收以蓝花蓝花药植株 DNA 为模版扩增的 PCR
条带 ,经上海生工生物工程技术服务有限公司测
序 ,结果如下:
以基因组 DNA 为模板 , 用引物 Hf1-F11/
Hf1-R11扩增的产物大小为 3 000 bp。生物信息
学分析显示该序列包含 3个外显子(14 ～ 330 bp 、
784 ～ 1 354 bp和2 162 ～ 2 794 bp)和 2个内含子
(331 ～ 783 bp和 1 355 ～ 2 161 bp)(图 6)。
　　通过序列拼接 , 完整编码框(coding se-
quence , cds区)共 1 521 bp ,编码的氨基酸序列共
有 506个氨基酸残基 ,将该序列在 NCB I 上进行
比对 ,与已经公布的矮牵牛 Hf1 mRNA 序列
EF371021(GenBank A ccession No.EF371021)
的 mRNA序列和氨基酸序列一致 。
2.2.2　引物 Hf1-F12/ Hf1-R12扩增产物序列　
以基因组 DNA 为模板 ,用引物 Hf1-F 12/ Hf1-R12
扩增得到的产物大小为 2 812 bp。生物信息学分
析显示该序列包含 3 个外显子(5 ～ 302 bp 、
766 ～ 1 330bp和2 139 ～ 2 812bp)和2个内含子
　　M .DNA Marker DL 2 000;1～ 2.引物 H f1-F11/R11 、 Hf1-
F12/R12扩增结果 T he am plifi cation products w ith primers Hf1-
F11/R11 and the amplif ication p roducts w ith primers Hf1-F12/
R12;3.Hf2-F/R 扩增结果 Th e amplif ication products w ith Hf2-
F/ R.图 5同 T he same Fig.5
图 4　蓝花蓝花药植株基因组 DNA扩增
Fig.4　The amplif ication results of Petunia
(blue flower and blue anther)genomic DNA
图 5　蓝花黄花药植株基因组 DNA扩增
Fig.5　The amplification results of blue f lower
and yellow anther(CK)genomic DNA
·155·8 期　　　　　　　　花　庆等:矮牵牛 F3′5′H 基因的克隆及其在不同着色花药中的表达
(303 ～ 765 bp和 1 331 ～ 2 138 bp)。外显子序列
拼接后得到大小为 1 537 bp的 cDNA 序列 ,与已
公布的矮牵牛 Hf1 cDNA 序列(GenBank A cces-
sion No.EF371021)比对显示 ,两个序列的核苷
酸序列有 98%同源性 ,但扩增的序列不能编码完
整的蛋白 ,序列中多处含有终止密码子(图 7)。
　　上述结果表明 ,在矮牵牛蓝花植株中同时存
在两种 Hf1基因序列 ,一种是有功能的且与 NC-
BI已经公布的矮牵牛 Hf1基因序列完全一致 ,另
一种是不能编码蛋白的假基因 。
2.2.3　引物 Hf2-F/ Hf2-R扩增产物序列　以
基因组 DNA 为模板 ,用引物 Hf2-F/ Hf2-R扩
增的产物有多个条带(图 4 、图 5 泳道 3),对其中
较大的片段(大于 2 000 bp)回收后测序 ,测出 5′-
末端 784 bp的序列(图 8)。
　　“ ◆”区段所示序列表示外显子区 ,并用斜体加粗标出了起始
密码子与终止密码子位置。
The “ ◆” sequen ces indicated the exon region , the start and
stop codes have been marked by red color.
图 6　用引物 Hf1-F11/ Hf1-R11扩增的
Hf1 基因组 DNA 测序结果
Fig.6　The sequences of genomic DNA of Hf1
amplif ied by Hf1-F11/ Hf1-R11 primer
　　比对后表明该序列与已发表矮牵牛 Hf2基
因序列(GenBank A ccession No.AB239773.1)的
5′-端有 96%同源性 ,与 Hf1基因有 94%的同源
性。说明用引物 Hf2-F/ Hf2-R扩增的2 000 bp
条带就是 Hf2基因 ,在蓝花冠蓝花药的矮牵牛植
株中也存在 Hf2 基因位点。对其中扩增的较小
片段测序 ,得到617 bp序列 ,NCBI比对后没有找到
同源基因 ,该条带可能是非特异性扩增条带。
2.3　Hf1和 Hf2基因的 cDNA PCR扩增结果
以花药组织提取的总 RNA 为模版 ,用引物
Hf1-F11/ Hf1-R11从蓝花冠蓝花药的两株矮牵
牛植株中均扩增出 1 800 bp左右的条带(图 9),
与预期的目的基因大小接近 ,而对照材料没有扩
增出目的条带 。
　　“ ＊”表示终止密码子位置　“ ＊” indicates the positi on of
th e stop codes.
图 7　 Hf1 cDNA 及其编码氨基酸残基的部分序列
Fig.7　 The part DNA sequences and encoded amino
acids of Hf1 splicing cDNA
图 8　引物 Hf2-F/ Hf2-R 扩增基因组
DNA 2 000 bp 条带的 5′-端测序结果
Fig.8　 The 5′- terminal sequences of 2 000 bp
band amplified from genomic DNA by
primer Hf2-F/ Hf2-R
·156· 西　北　农　业　学　报　　　　　　　　　　　　　　　　　　20 卷
　　回收引物 Hf1-F11/ Hf1-R11扩增的目的
cDNA 条带 , 测序结果表明 , 该条带大小为
1 740 bp ,其完整编码框共 1 521 bp ,编码的氨基
酸序列共有 506 个氨基酸残基(略),与基因组
DNA 测序拼接得到的结果完全一致 。说明表现
型为蓝花冠蓝花药植株的花药组织中 ,有 Hf1基
因的表达;而在表现型为蓝花黄花药植株的花药
组织中 ,没有检测到 Hf1基因的表达。
以花药组织提取的总 RNA 为模版 ,以引物
Hf1-F12/R12从蓝花冠蓝花药植株中也扩增出
1 800 bp左右的条带 ,而对照材料中没有扩增出
该目的条带(图 10),表明 Hf1的假基因也能在蓝
色花药中转录。
　　检测在两种花药组织中 Hf2 基因的表达情
况 ,以反转录蓝色花药及黄色花药的 cDNA 为模
板 ,用 Hf2引物进行 PCR扩增 ,结果在两种花药
组织中 ,均未扩增出条带 ,表明没有 Hf2的表达。
　　M .DNA Marker DL 5 000;1～ 3.蓝花蓝花药植株的 cDNA
扩增 The ampli ficat ion products of cDNA from b lue anthers;2 ～
4.对照的 cDNA 扩增 T he amp li ficat ion p rodu cts of cDNA from
CK.下图同。 The same b elow.
图 9　引物 Hf1-F11/ R11对 cDNA 的 PCR 扩增结果
Fig.9　 The PCR amplification results of cDNA
by primer Hf1-F11/ R11
图 10　引物 Hf1-F12/ R12对 cDNA的 PCR扩增结果
Fig.10　The PCR amplif ication results of
cDNA by primer Hf1-F12/ R12
由此认为 ,在花药组织中只有 Hf1 基因的表达 ,
Hf1基因仅在蓝色花药中表达 。推测 Hf1基因
编码的 F3′5′H 与花药呈蓝色的性状密切相关 。
3　讨论
到目前为止 ,已经发现很多植物花粉颜色性
状都是由一个基因位点控制的[ 16] 。例如欧洲榛
实(Cory lus avel lana L.)的花粉有两种颜色黄色
和白色 ,通过经典的杂交试验证明 ,榛实花粉的颜
色由一个基因位点控制 , 且黄色对白色为显
性[ 17] 。然而 ,矮牵牛的花药和花粉有蓝色 、黄色 、
白色和黄绿色等多种颜色 ,所以并不是由单基因
控制的性状 ,很可能是由多个基因位点调控的。
本试验研究了编码控制花色的“蓝色基因” -F3′
5′H 的两个位点 Hf1 和 Hf2 在蓝色和黄色花药
中的表达特点 ,证明 F3′5′H 基因与蓝色花药的
相关性。F3′5′H 基因调控机制的研究是蓝色花
分子育种研究的重点 ,也是当前国际上花卉育种
研究的热点之一。但主要集中于对花冠颜色形成
的分子机制的研究 ,而对花药和花粉颜色的分子
形成机制研究的较少。根据本试验结果推测 ,花
药不同着色差别可能在于F3′5′H 编码基因的表
达受到 Cy tb5或 An1等调节基因的调控所致 ,今
后将针对两种颜色花药材料中这些调节基因的表
达差异进行深入研究 。
本试验发现 ,在矮牵牛花处于发育的第 3阶
段时 ,一些花药壁(以后将发育成蓝色药壁的花
药)是没有着色的 ,但是其里面的花粉已经变成蓝
色 ,推测花粉壁与花药壁的色苷形成或类黄酮形
成过程是有区别的 ,在以后的试验中需要将花药
和花粉分开取材 。前人曾报道[ 18] ,在芸苔属植物
的花药中 ,类黄酮首先出现在有类黄酮-3-羟化酶
分布的内质网上 ,接着出现在源于内质网的绒毡
层小体上 。在绒毡层细胞死亡后 ,类黄酮位于成
熟花粉的表皮上 ,对于花粉的萌发和植物授精是
必需的[ 19] 。本研究发现蓝色花药的矮牵牛植株 ,
并注意到花粉的颜色也呈现出多种变化 。因为色
苷合成的前体就是类黄酮 ,所以不同着色的花药
或者花粉对矮牵牛的花粉发育或授精结实具有什
么样的意义或影响值得进一步研究 ,这对不同组
织中色苷合成的调控研究也具有重要的意义 。
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