全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2012, 38(10): 1900−1907 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由国家科技支撑计划项目(2009BADA8B01, 2010BAD01B08), 国家自然科学基金项目(31171177)和中央高校基本科研业务费专
项(XDJK2010C082)资助。
* 通讯作者(Corresponding author): 梁颖, E-mail: yliang@swu.edu.cn, Tel: 023-68250701
** 同等贡献(Contributed equally to this work)
Received(收稿日期): 2012-01-10; Accepted(接受日期): 2012-06-10; Published online(网络出版日期): 2012-07-27.
URL: http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20120727.0848.022.html
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2012.01900
细胞分裂素对甘蓝型油菜种皮色泽形成的影响
万华方** 卢 东** 梁 颖* 孙夫军 李加纳
西南大学农学与生物科技学院 / 南方山地农业教育部工程研究中心, 重庆 400715
摘 要: 以 3 对遗传背景相同的甘蓝型黄籽和黑籽油菜为材料, 內研究甘蓝型油菜种子发育过程中 源细胞分裂素
(ZR)、各种色素、色素合成相关酶活性的动态变化及其相互关系, 并以外源细胞分裂素类物质(6-BA)加以验证, 结果
表明, 相同遗传背景下的黄籽油菜种子的 ZR含量较黑籽油菜高, 花后 27 d比黑籽高 4~5倍; 在甘蓝型黄籽油菜种子
发育前期(27 d阶段)种子中细胞分裂素含量越高其成熟种子色泽就越浅; 种子的 ZR含量与种皮中类黄酮、花色素、
黑色素含量显著负相关, 与多酚含量显著正相关, 与酪氨酸酶显著负相关, 与苯丙氨酸解氨酶、多酚氧化酶无显著相
关; 施用外源细胞分裂素 6-BA (50 mg L–1)可显著提高黄籽油菜黄籽度, 明显降低甘蓝型油菜种皮中黑色素、花色素、
类黄酮含量, 对黑籽种皮的多酚含量无显著影响, 但可增加黄籽种皮多酚含量; 6-BA 处理可降低油菜种皮中酪氨酸
酶、苯丙氨酸解氨酶活性, 对多酚氧化酶活性无显著影响。表明细胞分裂素可减缓甘蓝型油菜种皮各色素合成, 从而
影响黄籽油菜色泽; 该过程可能是通过调控色素合成的相关酶活性来实现的。
关键词: 油菜; 种皮色泽; 细胞分裂素; 色素; 6-BA
Effect of Cytokinins on Formation of Seed Coat Color in Oilseed Rape
(Brassica napus)
WAN Hua-Fang**, LU Dong**, LIANG Ying*, SUN Fu-Jun, and LI Jia-Na
College of Agronomy and Biotechnology, Southwest University / Engineering Research Center of South Upland Agriculture, Ministry of Education,
Chongqing 400715, China
Abstract: The seed color of yellow-seeded rape is closely related to seed maturity and plant hormone plays an important role in
the regulation of seed maturity. This paper mainly focuses on the relationship between the cytokinin and the seed coat color of
oilseed rape. Three pairs of rape seeds with the same genetics background but different seed coat colors (yellow-seeded and
black-seeded oil seed) were used to determine the dynamics of endogenous cytokinin (ZR), pigments and the activities of
enzymes, as well as the aforementioned indices under the treatment with 6-BA. The results showed that the content of ZR in
yellow-seeded rape was 4–5 times higher than that in black-seeded one at 27 days after flowering,which was coupled with the less
color of the rape seed; the content of ZR was negatively correlated with that of flavonoids, anthocyanin and melanin, and
significantly positively correlated with polyphenols. Furthermore, it was significantly negatively correlated with tyrosinase
activity, and not with the activity of phenylalnine ammonialyase or polyphenoloxidase; exogenous cytokinin (6-BA, 50 mg L–1)
improved the color degree of the yellow seeds, and induced the decrease of the contents of melanin, anthocyanidin in seeds, it had
no obvious effect on the black-seeded ones, but it increased the polyphenols content in the yellow seeds; the application of 6-BA
decreased the activities of tyrosinase (TYR) and phenylalanine ammonia lyase (PAL). However, the activity of polyphenol
oxidase (PPO) was not changed. Therefore, we concluded that cytokinin may significantly influence the seed coat color, and delay
the pigment synthesis in the seed coat of yellow seeds through regulating the activities of enzymes involved in the pigment
synthesis.
Keywords: Rape; Seed coat color; Cytokinin; Pigment; 6-BA
第 10期 万华方等: 细胞分裂素对甘蓝型油菜种皮色泽形成的影响 1901


甘蓝型黄籽油菜与相同遗传背景的黑籽油菜相
比具有种皮薄、皮壳率低、种子含油量高等优点[1],
因此受到很多油菜研究者的关注。已有研究表明 ,
甘蓝型黄籽油菜种皮色泽差异主要由多酚、花色素
和黑色素含量决定[2-4]。而这些色素是经复杂的次生
代谢网络途经合成, 受该途经中多种酶活性的影响,
其中苯丙氨酸解氨酶、多酚氧化酶、酪氨酸酶[2]、
查尔酮合酶活性均对色素含量有重要影响, 但是不
同粒色油菜种皮中这些色素合成酶活性为什么会有
差异, 由何因素引起一直没有明确。我们在前期的
研究中发现甘蓝型黄籽油菜粒色与种子的成熟度有
密切关系, 并且植物激素是调节种子成熟的重要因
素之一。这启发我们联想甘蓝型油菜粒色及种皮色
素形成是否也与其内源激素有某种联系, 因为植物
激素可调节基因表达, 控制植物生理及代谢过程。
因此我们研究了相同遗传背景的黄、黑籽油菜在种
內子成熟过程中 源激素(ZR、IAA、GA和 ABA)含量
变化及其与粒色、种皮色素、色素合成相关酶活性
的关系, 同时又结合施加外源生长调节剂试验以验
证激素对粒色的影响, 以期了解各植物激素对甘蓝
型油菜种皮色泽的影响, 为农业生产提供理论依据
和技术支持。
1 材料与方法
1.1 试验材料
自交 10代以上、粒色遗传稳定的 3对遗传背景
相同的黄籽和黑籽甘蓝型油菜分别是 B1 (黑)和 Y1
(黄)、B2 (黑)和 Y2 (黄)、B3 (黑)和 Y3 (黄), 由重庆
市油菜工程技术研究中心提供。
1.2 材料准备
对供试油菜采用常规种植及田间管理[5]。花开
时选取长势相似的植株为样本, 将样本随机分为每
个品种 2组(对照组和 6-BA组)。用不同颜色棉线标
记每日各植株所开花朵。在花开至 27 d开始取荚果
样, 以后每 7 d取样一次直至收获。取部分对照组荚
果于液氮下剥取种子并保存于–40℃冰箱中用于检
內测种子中 源细胞分裂素含量, 其余样品均在冰水
浴下剥取种皮并保存于–20℃冰箱中用于检测种皮
中色素含量以及各种酶活性。
根据上年已做的 6-BA 不同浓度和不同时期的
预备试验, 在开花后第 30 天用棉签蘸取 50 mg L–1
6-BA 均匀涂抹于荚果上, 至荚果全部被涂湿为止,
对照组用水处理, 每个试验组做 3 次重复。待花开
55 d (此时种子已经成熟)剪取荚果, 自然风干后剥
取种子用于检测成熟种子黄粒度。
1.3 种皮中色素含量测定
1.3.1 多酚、类黄酮、花色素含量测定 取 0.2 g
鲜种皮, 用丙酮除去叶绿素后向残渣中加入 5%的
HCl-甲醇溶液 5 mL, 置 60℃恒温水浴锅加热提取 1
h, 离心, 对残渣再重复提取一次, 合并 2 次离心液,
定容至 l0 mL, 在 600 nm、530 nm (花色素)、325 nm
(类黄酮)和 280 nm (多酚)波长测定溶液的吸光度。
以 Δ(OD530–OD600)=0.01 作为花色素单位, 以 A325nm
g–1表示类黄酮的含量。以没食子酸作标准曲线计算
多酚含量[6]。
1.3.2 黑色素含量测定 在提取多酚的残渣中加
入 2% NaOH 5 mL, 在 80℃的水浴中加热提取 2 h,
离心取上清液, 对残渣再重复提取一次直至种皮变
为白色为止。在 290 nm 处测定所得提取液吸光度,
以 A290 nm g–1表示其含量[7]。
1.4 色素合成相关酶活性测定
1.4.1 多酚氧化酶(PPO)活性测定 取 0.2 g种皮
加入 0.05 mol L–1磷酸缓冲液(pH 5.5) 2 mL在低温
下研磨并提取 30 min后, 在 10 000×g离心 15 min,
取 0.5 mL上清液, 加磷酸缓冲液 2 mL, 0.1 mol L–1
邻苯二酚 l mL (对照为 3 mL磷酸缓冲液, 无邻苯二
酚)。混匀后在 325 nm处测定吸光度值, 再放入 35℃
水浴中保温 15 min, 然后再在 325 nm处测定溶液的
吸光度。以每 15 min吸光度变化 0.01为一个酶活性
单位[8]。
1.4.2 苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性测定 取 0.2 g
种皮加入 0.1 mol L–1硼酸缓冲液(pH 8.7) 2 mL于低
温下研磨提取 30 min后, 在 6 000×g离心 15 min, 取
0.5 mL上清液, 加 2 mL硼酸缓冲液, 0.02 mol L–1苯
丙氨酸(对照为 3 mL 硼酸缓冲液, 无苯丙氨酸) 1
mL, 总体积为 3.5 mL, 混匀后在 30℃水浴中保温 30
min, 加入 5 mol L–1 HCl 0.25 mL停止反应, 在 290
nm处测定溶液的吸光度。以每 30 min变化 0.01作
为一个酶活性单位[8]。
1.4.3 酪氨酸酶(TYR)活性测定 取 0.5 g种皮加
入 0.2 mol L–1磷酸缓冲液(pH 8.0) 2 mL于低温下研
磨并提取 30 min后, 以 8 000×g离心 15 min。取 0.5
mL上清液, 加 2 mL磷酸缓冲液, 3 mmol L–1酪氨酸
(对照为 3 mL磷酸缓冲液, 无酪氨酸) 1 mL, 总体积
为 3.4 mL, 混匀后在 305 nm处测定溶液的吸光度,
然后置 30℃水浴中保温 15 min, 再于 305 nm处再次
1902 作 物 学 报 第 38卷

测定溶液的吸光度。以每 15 min吸光度值变化 0.01
作为一个酶活性单位[8]。
1.5 种子中内源细胞分裂素含量测定
按试剂盒提供的方法采用酶联免疫法(ELISA)
內测定植物 源激素含量 [9-10], 酶联免疫试剂盒由中
国农业大学农学与生物技术学院作物化学控制研究
中心提供。
1.6 成熟种子黄粒度检测
用近红外光谱分析法测定成熟种子黄粒度。种
子黄粒度又叫种子黄籽 R 值, 是用数字来量化种皮
的黄粒度, R 值越大表示黄粒度越高即种皮颜色越
浅。
1.7 数据分析
由 SPSS 17.0软件统计分析数据。
2 结果与分析
2.1 不同品种油菜种子发育过程中种子细胞分
裂素(ZR)含量动态变化
由图 1 可以看出供试材料无论是黄籽还是黑籽
种子在发育过程中 ZR 含量都在逐渐降低。前期(开
花 34 d前)黄籽种子中 ZR含量高于黑籽, 27 d差异
最大并达到显著水平(P=0.046), 黄籽比黑籽高一倍
左右。随后 ZR含量在黄、黑籽间差异逐渐减小, 至
种子成熟时黄、黑籽种子中 ZR含量相近。另外, 相
同遗传背景的黄、黑籽油菜种子 ZR 含量变化趋势
基本一致, 而不同遗传背景的黄、黑籽油菜种子 ZR
含量差异较大。可见在种子发育的各个时期, 相同

图 1 甘蓝型油菜品种在种子发育过程中 ZR含量的动态变化
Fig. 1 Changes of ZR content of Brassica napus varieties in
seed development
Y1, Y2, Y3: 黄籽油菜品种; B1, B2, B3: 黑籽油菜品种; Y: 黄籽
油菜的平均值; B: 黑籽油菜的平均值。
Y1, Y2, Y3: yellow seeded rapeseed; B1, B2, B3: black seeded
rapeseed; Y: average of yellow seeded rapeseed; B: average of
black seeded rapeseed.
遗传背景下的甘蓝型黄籽油菜种子细胞分裂素含量
都不同程度地高于黑籽, 且差异主要在种子发育前
期。
2.2 种皮中各色素含量动态变化
由图 2 可见, 甘蓝型黄籽和黑籽油菜种子发育
过程中种皮中的黑色素、花色素、多酚、类黄酮含
量变化趋势一致, 且黑籽种皮中各色素含量均显著
高于黄籽。其中花色素、多酚、类黄酮含量变化趋
势都是先升高后降低, 但峰值出现时期不同。花色
素含量黄黑籽油菜峰值均在开花后 41 d左右, 此时
黑籽花色素含量是黄籽的 4 倍; 多酚含量黄黑籽油
菜峰值都在开花后 34 d左右; 黑色素含量变化是前
期很低并且上升速度缓慢, 到 41 d后黑籽种皮黑色
素含量迅速升高而黄籽种皮依然缓慢升高, 使黑籽
油菜种皮中黑色素含量显著高于黄籽, 到成熟时其
黑色素含量是黄籽的 4~5 倍; 类黄酮含量黄籽的峰
值出现在开花 41 d 而黑籽的峰值出现在开花 48 d,
黄籽较黑籽早达到峰值。且在开花 48 d黑籽类黄酮
含量为黄籽的 2 倍左右。表明这 4 种色素对油菜种
皮色泽有重要影响。
2.3 种皮色素合成相关酶活性动态变化
从图 3 可见, 黄籽和黑籽油菜种子发育过程中
种皮多酚氧化酶活性均先降低后升高, 且黄籽油菜
均低于同一遗传背景的黑籽油菜。无论是黄籽油菜
还是黑籽油菜苯丙氨酸解氨酶活性都是先升高后降
低, 黄籽油菜的峰值出现在 41 d 左右, 黑籽油菜峰
值出现在 48 d, 前者早于后者。从图中还可以看出,
在种子发育初期黄籽油菜与黑籽油菜苯丙氨酸解氨
酶活性基本一致, 在种子发育后期黑籽油菜显著高
于黄籽油菜, 差异可达 2~3 倍。在种子发育初期黄
籽与黑籽油菜种皮中酪氨酸酶活性相似, 但在种子
发育过程中黄籽种皮中酪氨酸酶活性增长缓慢而黑
籽增长迅速, 在短时内其活性增长数倍, 到种子成
熟时黑籽种皮中的酪氨酸酶活性是黄籽的 4~5 倍。
表明上述 3 种酶在不同粒色的甘蓝型油菜中有显著
差异。
2.4 种子 ZR含量与种皮色素、酶活性的关系
由表 1可见, 各品种油菜种子中内源 ZR含量与
种皮类黄酮、花色素、黑色素含量之间都呈显著负
相关, 而与种皮多酚含量呈显著正相关, 且均达到
显著或极 內显著水平。种子 源 ZR 含量与种皮酪氨
酸酶活性呈极显著负相关, 与种皮中多酚氧化酶、
苯丙氨酸解氨酶活性无显著关联。
第 10期 万华方等: 细胞分裂素对甘蓝型油菜种皮色泽形成的影响 1903



图 2 甘蓝型油菜品种种子发育过程中种皮中各色素含量动态变化
Fig. 2 Changes of pigments from seed coat of Brassica napus varieties in seed development
Y1, Y2, Y3: 黄籽油菜品种; B1, B2, B3: 黑籽油菜品种; Y: 黄籽油菜的平均值; B: 黑籽油菜的平均值。
Y1, Y2, Y3: yellow seeded rapeseed; B1, B2, B3: black seeded rapeseed; Y: average of yellow seeded rapeseed;
B: average of black seeded rapeseed.

表 1 甘蓝型油菜种子 ZR含量与种皮色素、相关酶活性相关系数
Table 1 Correlation coefficients of ZR in seed with pigments and enzymes in seed coat
项目
Item
细胞分裂素
Cytokinin (ZR)
类黄酮
Flavonoid
花色素
Anthocyanin
多酚
Polyphenols
黑色素
Melanin
多酚氧化酶
Polyphenol
oxidase
酪氨酸酶
Tyrosinase
类黄酮 Flavonoid –0.413*
花色素 Anthocyanin –0.364* 0.848**
多酚 Polyphenols 0.506** –0.229 0.011
黑色素 Melanin –0.485** 0.597** 0.398* –0.609**
多酚氧化酶 Polyphenol oxidase 0.217 0.212 0.073 –0.380* 0.414*
酪氨酸酶 Tyrosinase –0.530** 0.717** 0.537** –0.604** 0.940** 0.407*
苯丙氨酸解氨酶 PAL 0.090 0.371* 0.377* 0.350 –0.243 –0.298 –0.136
*在 0.05水平相关; **在 0.01水平相关。
* Significant correlation at the 0.05 probability level. ** Significant correlation at the 0.01 probability level.
PAL: phenylalanin ammonia lyase.


多酚氧化酶活性与多酚含量呈显著负相关, 与
黑色素含量呈显著正相关; 酪氨酸酶与黑色素、类
黄酮、花色素含量均呈极显著正相关, 与多酚含量
呈极显著负相关; 苯丙氨酸解氨酶与类黄酮、花色
素含量呈显著正相关。
综上所述, 种子 ZR 含量与种皮各色素含量均
有关系, ZR可以减少类黄酮、花色素、黑色素合成,
內促进多酚积累。且种子 源 ZR 主要通过降低酪氨
酸酶活性来调节色素含量 , 酪氨酸酶活性与黑色
素、类黄酮、花色素、多酚含量均有密切关系。
1904 作 物 学 报 第 38卷


图 3 甘蓝型油菜品种种子发育过程中种皮中各种酶活性动态
变化
Fig. 3 Changes of enzymes in seeds of Brassica napus varieties
Y1, Y2, Y3: 黄籽油菜品种; B1, B2, B3: 黑籽油菜品种;
Y: 黄籽油菜的平均值; B: 黑籽油菜的平均值。
Y1, Y2, Y3: yellow seeded rapeseed; B1, B2, B3: black seeded
rapeseed; Y: average of yellow seeded rapeseed; B: average of
black seeded rapeseed.
2.5 种子黄粒度(R值)与细胞分裂素的关系
表 3中给出了各油菜品种未施加外源激素(对照
组)的种子黄籽度 R值, 表 2为不同时期种子中细胞
分裂素含量与 R值通径分析。从表 2可以看出开花
后 27 d 通径系数为最大值, 且为正值, 说明在甘蓝
型油菜种子发育的前期细胞分裂素含量与 R 值正相
关, 种子发育前期油菜种子中细胞分裂素含量越高,
其成熟种子黄籽度越大, 种皮色泽就越浅。
2.6 6-BA对种子 R值的影响
由表 3 可见, 无论是黄籽还是黑籽油菜品种用
6-BA 处理后 R 值都比对照增大 , 方差分析结果
P=0.006说明 6-BA处理与对照种子 R值差异达到极
显著水平, 表明外源 6-BA 可显著提高甘蓝型油菜
黄籽度, 使种皮色泽变浅。
2.7 6-BA对种皮几种色素含量的影响
由图 4可见, 用外源细胞分裂素类物质 6-BA处
理油菜荚角后 , 无论是黄籽还是黑籽其种皮黑色
素、花色素和类黄酮含量均有所降低。花色素含量
在花后 41 d 差异最大, 黑籽油菜 6-BA 处理的种皮
花色素含量比对照低 36.6%, 而黄籽油菜低 30.9%,
6-BA对黑籽的花色素含量影响更明显。黑色素的差
异在 48 d后显现出来, 在差异最大时期(花后 55 d)
黑籽油菜 6-BA 处理的种皮黑色素含量比对照降低
17.4%, 而黄籽油菜的低 26.7%, 6-BA对黄籽的影响
更明显。类黄酮含量差异在花后 41 d最大, 黑籽油
菜 6-BA处理的种皮类黄酮含量比对照低 33.3%, 而
黄籽低 29.0%, 6-BA对黑籽、黄籽种皮类黄酮含量的
影响相似。而种皮中多酚含量在黄籽和黑籽种皮中表
现不同, 6-BA 处理可增加黄籽油菜种皮中多酚含量,
在花后 41 d后 6-BA处理比对照增加了 24.9%, 6-BA
处理对黑籽油菜多酚含量无显著影响。表明外源细胞
分裂素类物质(6-BA)可不同程度降低甘蓝型黄黑籽油
菜种皮黑色素、花色素和类黄酮含量, 增加黄籽油菜
种皮中多酚含量, 证明细胞分裂素对油菜种皮色素含
量有影响, 暗示细胞分裂素与油菜粒色有关。

表 2 种子发育中细胞分裂素含量与 R值通径分析
Table 2 Path analysis between ZR content and R-value in seed development
花后时间
Days after anthesis
标准偏差
Standard deviation
回归系数
Standard coefficient
通径系数
Path coefficient
27 d 39.870 1.989 2.578
34 d 20.239 –2.020 –1.329
41 d 23.371 –0.096 –0.073
48 d 7.927 0.129 0.033
55 d 5.785 0.756 0.142
通径系数=回归系数×(自变量标准偏差/因变量标准偏差)[15], 因变量(R值)标准偏差=30.76。
Path coefficient = regression coefficient × (independent variable standard deviation / dependent variable standard deviation).
Dependent variable (R-value) standard deviation = 30.76.
第 10期 万华方等: 细胞分裂素对甘蓝型油菜种皮色泽形成的影响 1905


表 3 6-BA处理与空白对照 R值对比
Table 3 Comparison of R-value between 6-BA treatment and control
甘蓝型油菜品种 Brassica napus variety 组别
Group Y1 B1 Y2 B2 Y3 B3
对照 CK 114.0 51.0 114.7 58.8 93.0 49.8
6-BA 118.8 58.5 115.8 64.1 96.4 56.9
品种代码同图 1。Variety codes are the same as given in Fig. 1.

图 4 6-BA处理后种皮中各色素含量动态变化
Fig. 4 Changes of pigments in seed coat for all Brassica napus varieties
Y(CK): 黄籽空白材料; Y(6-BA): 黄籽 6-BA处理材料; B(CK): 黑籽空白材料; B(6-BA): 黑籽 6-BA处理材料。
Y (CK): blank material of yellow seed; Y (6-BA): 6-BA treated material of yellow seeded; B (CK): blank material of black seed;
B (6-BA): 6-BA treated material of black seeded.

2.8 6-BA对色素合成相关酶活性的影响
图 5可见, 无论是黄籽还是黑籽油菜经 6-BA处
理后种皮中苯丙氨酸解氨酶和酪氨酸酶活性均有显
著降低。PAL活性在 34~48 d变化较大, 对于黑籽差
异最大的是花后 48 d, 6-BA处理比对照降低 17.6%,
而黄籽差异最大在 41 d, 降低了 19.8%, 黄籽比黑籽
降低幅度稍大。TYR活性从 41 d开始出现明显的差
别, 到 55 d差异最大, 此时黄、黑籽油菜 6-BA处理
比对照分别降低 25.2%和 25.4%, 黄籽和黑籽油菜
表现相似。6-BA 处理对黄、黑籽种皮的 PPO 活性
均无显著影响。表明 6-BA 能显著降低苯丙氨酸解
氨酶、酪氨酸酶的活性, 但对 PPO无显著影响。
3 讨论
细胞分裂素不仅在植物细胞分裂和扩大、物质
代谢、植物生长发育等方面表现显著的效应, 而且
对植物基因的表达及信号传导也有显著的调节作
用。特别是细胞分裂素在植物衰老进程中的作用已
被公认。我们发现相同遗传背景的甘蓝型黄籽与黑
籽油菜种皮色泽的差异出现在种子成熟时的最后一
1906 作 物 学 报 第 38卷


图 5 6-BA处理后种皮中各酶活性动态变化
Fig. 5 Changes of enzymes from seed coat of Brassica napus
varieties after 6-BA treatment
Y(CK): 黄籽空白材料; Y(6-BA): 黄籽 6-BA处理材料; B(CK):
黑籽空白材料; B(6-BA): 黑籽 6-BA处理材料。
Y (CK): blank material of yellow seed; Y (6-BA): 6-BA treated
material of yellow seeded; B (CK): blank material of black seed;
B (6-BA): 6-BA treated material of black seeded.

周左右, 特别是黄籽颜色与种子的成熟度有密切关
系。本研究发现甘蓝型黄籽油菜开花 27 d种子中细
胞分裂素含量与黄籽油菜的粒色呈显著正相关, 细
胞分裂素含量越高, 黄籽种皮色泽越浅。而黄籽油
菜粒色明显变化时期是开花后 40 d 以后, 显然, 细
胞分裂素在种皮呈色前起作用, 这不仅证明了细胞
分裂素与甘蓝型油菜粒色的形成有关, 且暗示其作
用可能不是直接的, 而是通过调节基因或信号传导
起作用。黄籽油菜种子细胞分裂素含量在种子发育
前 34 d内显著高于黑籽, 尤其是 27 d时黄籽 ZR含
量约为黑籽的 2 倍, 证明了甘蓝型油菜种子细胞分
裂素与粒色有关。
甘蓝型黄籽、黑籽粒色差异主要与种皮中各种
色素含量有关[17], 其中黑色素、花色素含量是主要
影响因素, 在峰值时期黑籽的黑色素和花色素含量
是黄籽的 4~5 倍。本研究发现, 在种子发育过程中
种子细胞分裂素含量对种皮中黑色素、花色素、类
黄酮、多酚含量均有显著或极显著影响, 可减少黄
籽油菜种皮类黄酮、花色素、黑色素合成, 促进多
酚积累, 显著影响油菜种皮色泽。
利用外源细胞分裂素类物质 6-BA 处理也能降
低甘蓝型黄籽和黑籽油菜种皮黑色素、花色素和类
黄酮含量, 从而验证了种子细胞分裂素与粒色的关
系。
种子细胞分裂素含量与种皮酪氨酸酶活性呈极
显著负相关, 与种皮 PPO、PAL 活性无显著关联。
TYR 能催化酪氨酸形成 L-3,4-二羟苯丙氨酸, 再催
化成多巴醌, 然后经过一系列较为复杂的过程形成
黑色素, 是从头合成黑色素的关键酶之一[17]。在种
子成熟过程中, 细胞分裂素含量与酪氨酸酶活性呈
极显著负相关。黄籽油菜种子细胞分裂素含量在种
子发育前期显著高于相同遗传背景的黑籽油菜, 暗
示细胞分裂素可通过降低种子 TYR 活性来减少黑
色素合成, 从而提高黄籽度。
我们前期的研究表明, PAL、PPO活性与黄籽油
菜粒色也有重要关系。本研究结果发现, 油菜种子
内源细胞分裂素(ZR)含量与 PAL、PPO 活性无显著
相关性, 而外源细胞分裂素(6-BA)可显著降低 PAL
活性。已有研究证明细胞分裂素类生长调节剂 6-BA
或激动素具有与玉米素、iP、iPA相似的作用, 暗示
不同细胞分裂素之间可以相互替代。而本试验只测
定了种子中主要细胞分裂素类型 ZR 含量, 没有测
定其他类型的细胞分裂素, PAL 活性可能受其他类
型的细胞分裂素影响。
4 结论
甘蓝型油菜种子发育前期(花后 27 d), 黄籽种
子中细胞分裂素含量较黑籽含量高, 且前期细胞分
裂素含量越高种皮色泽越浅; 细胞分裂素可降低酪
氨酸酶活性, 减缓种皮中类黄酮、花色素、黑色素
第 10期 万华方等: 细胞分裂素对甘蓝型油菜种皮色泽形成的影响 1907


合成, 增加多酚含量积累; 外源细胞分裂素(6-BA)
也能显著降低酪氨酸酶和苯丙氨酸解氨酶活性, 减
少类黄酮、花色素、黑色素合成, 使甘蓝型油菜种
皮色泽显著变浅; 验证了细胞分裂素对甘蓝型油菜
种皮色泽形成有显著影响, 且该过程可能是通过调
控色素合成的相关酶活性来实现的。
References
[1] Xiao D-R(肖达人), Liu H-L(刘后利). The correlation analysis of
seed coat color and seed oil content in Brassica napus. Acta
Agron Sin (作物学报), 1982, 8(4): 245–254 (in Chinese with
English abstract)
[2] Ye X-L(叶小利), Li J-N(李加纳), Tang Z-L(唐章林), Liang
Y(梁颖), Chen L(谌利). Study on seed coat color and related
characters of Brassica napus. Acta Agron Sin (作物学报), 2001,
27(5): 550–556 (in Chinese with English abstract)
[3] Ye X-L(叶小利), Li J-N(李加纳), Tang Z-L(唐章林), Chen L(谌
利). The different color between black seed and yellow seed coat
during seed development in Brassica napus: II. The changes and
relating of melanin, tyrosinase and tyrosinase. Chin J Oil Crop
Sci (中国油料作物学报), 2001, 23(3): 38–41 (in Chinese with
English abstract)
[4] Ye X-L(叶小利), Li J-N(李加纳), Tang Z-L(唐章林), Chen L(谌
利). The different color between black seed and yellow seed coat
during seed development in Brassica napus: I. The changes and
relating of anthocyanin, phenylalanine and phenylalanine
ammonialyase. Chin J Oil Crop Sci (中国油料作物学报), 2001,
23(2): 14–18 (in Chinese with English abstract)
[5] Guan C-Y(官春云). High-yield Rapeseed Cultivation Techniques
(油菜优质高产栽培技术 ). Changsha: Hunan Science and
Technology Press, 1997 (in Chinese)
[6] Pirie A, Mullins M G. Changes in anthocyanin and phenolics
content of grapevine leaf and fruit tissue treated with sucrose, ni-
trate and abscisic acid. Plant Physiol, 1976, 58: 468–472
[7] Zhou X-Z(周旭章), Wei K-H(魏开华), Chen C-H(陈朝辉), Xie
K(谢凯), Zhu J-J(朱建军). Research of extracting melanin from
black sesame. J Chem Ind For Prod (林产化工通讯), 1997, (4):
17–19 (in Chinese)
[8] Zucker M. Light and its relation to chlorogenic acid synthesis in
patato tuber tissue. Plant Physiol, 1965, 40: 779–784
[9] Tang S-G(唐尚格), Xia Y-X(夏玉先), Pei Y(裴炎). Indirect
enzyme-linked immunosorbent assay endogenous plant
hormones. J Southwest Agric Univ (西南农业大学学报), 1991,
13(2): 183–186 (in Chinese with English abstract)
[10] Li Y-W(李雨薇), Xiao L-T(肖浪涛). Detection technology of
status and development for plant hormones. Life Sci Instr (生命
科学仪器), 2007, 5(12): 10–13 (in Chinese with English ab-
stract)
[11] Martin C A, Sharp W P. Alterations in leaf morphology of two
landscape shrubs in response to disparate climate and pa-
clobutrazol. Hort Sci, 1994, 29: 1321–1325
[12] Jones D H. Phenylalanine ammonia-lyase: regulation of its in-
duction, and its role in plant development. Phytochemistry, 1984,
23: 1349–1359
[13] Yan G-H(闫国华 ), Gan L-J(甘立军 ), Sun R-H(孙瑞红 ).
Gibberellin and cytokinin regulation of apple fruit growth
mechanism of early. Acta Hort Sin (园艺学报), 2000, 27(1):
11–16 (in Chinese with English abstract)
[14] Pomerantz S H. Separation, purification, and properties of two
tyrosinase from hamster melanoma. J Biol Chem, 1963, 238:
2351–2356
[15] Zhang Q(张琪), Cong P(丛鹏), Peng L(彭丽). Path analysis in
Excel and SPSS. Agric Network Inf (农业网络信息), 2007, (3):
109–111
[16] Gao X Q, Kong F J, Wang F, Matsuura H, Yoshihara H. Inhibi-
tory role of gibberellins in theobroxide-induced flowering of
Pharbitis nil. J Plant Physiol, 2006, 163: 398–404
[17] Liang Y-L(梁艳丽), Liang Y(梁颖), Li J-N(李加纳), Chen L(谌
利). Comparison of the coat characteristics between yellow seed
and black seed in Brassica napus. Chin J Oil Crop Sci (中国油料
作物学报), 2001, 23(3): 38–41 (in Chinese with English ab-
stract)
[18] Suzukieta1 R M. Thidiazuron influences the endogenous levels
of cytokinins and IAA during the flowering of isolated shoots of
Dendrobiu. J Plant Physiol, 2004, 161: 929–935
[19] Ye X-L(叶小利), Li X-G(李学刚), Li J-N(李加纳). Formation
mechanism of melanin in Brassica napus seed coat. Acta Agron
Sin (作物学报), 2002, 28(5): 638–643 (in Chinese with English
abstract)
[20] Bureau S, Renard C M G C, Reich M, Ginies C, Audergon J M.
Change in anthocyanin concentrations in red apricot fruits during
ripening. LWT-Food Sci Technol, 2009, 42: 372–377