第三章 花色遺傳

1、第三章第三章 花色遺傳花色遺傳1. 花色概述 1.1 花色 廣義： 狹義： 白色 黃色 紅色和蘭色白牡丹白牡丹黃麒麟黃麒麟粉國色粉國色 1.2 研究簡史 孟德爾花色遺傳的理論基礎(chǔ) Willstatter和Karrer類胡蘿卜素的分離及化學(xué)結(jié)構(gòu) 色素化學(xué)的研究 20世紀(jì)后生物化學(xué)解釋花色的研究興起 目前，花色的研究主要集中在觀賞植物花色遺傳育種上。2.花色遺傳的化學(xué)基礎(chǔ)2.1 花色素的三大類群（1）類胡蘿卜素（黃色至紅色）（2）類黃酮（黃色、白色、） 花色素苷（紅色系）（3）其他色素（甜菜堿、單寧） 2.1.1 類胡蘿卜素 胡蘿卜素和胡蘿卜醇的總稱，包含有紅色、橙色及黃色的色素。 植物中除花以外

2、，葉、根和果實中都含有這類色素。 化學(xué)性質(zhì)：一般不溶于水，可溶于脂肪和類脂。其中胡蘿卜素屬于碳氫化合物易溶于石油醚類，而不容易醇類；胡蘿卜醇是胡蘿卜素的羥基衍生物，和石油醚的親和性低，和醇的親和性高。類胡蘿卜素類胡蘿卜素 2.1.2 類黃酮 在化學(xué)結(jié)構(gòu)上以黃銅核為基礎(chǔ)的一類物質(zhì)的總稱。 類黃酮中除花色素苷是紅色系外，均屬黃色素。查爾酮、橙酮為深黃色，其他為淡黃色或近于無色。 細胞中還含有與花色素苷共存的類黃酮，它能改變花色素苷的色調(diào)，對花色變異起重要作用。黃酮黃酮類黃酮類黃酮 花色素苷： 構(gòu)成從紅色到紫色、藍色的主要物質(zhì)，以可溶性糖苷的形式存在于植物體中。 已發(fā)現(xiàn)的天然花色素7種花色素苷花色素

3、苷 2.1.3 其他色素 甜菜色苷和甜菜黃質(zhì)：結(jié)構(gòu)相似，呈黃色，但與類黃酮的化學(xué)結(jié)構(gòu)完全不同。2.1.4 色素在花瓣中的分布 2.1.5 色素的生化合成 色素是細胞中的次生代謝物 色素合成過程中經(jīng)多次化學(xué)反應(yīng) 可進行多級調(diào)控的反應(yīng)笨丙氨酸笨丙氨酸 Phenylalanin肉桂酸鹽 Cinnamate4-香豆酸鹽香豆酸鹽 4-Coumarete4-香豆酰- CoA 4-Coumaroyl-CoA咖啡酰-CoA Caffeoyl- CoA丙二酰- CoA Malonyl- CoA柚配質(zhì)-查爾酮 Naringeninchalone圣草酚-查爾酮 Eriodictyolchalone五羥黃酮 Pent

4、ahydroxyflavanone柚配質(zhì)（黃酮） Naringenin） 圣草酚 Eriodictyol二氫楊梅黃酮 Dihydromyricetin二氫堪非醇 Dihydrokaempferol二氫槲皮醇 Dihydroquercetin無色飛燕草色素 Leucoderlphinidin無色天竺葵色素 Leucopelargonidin 無色花青素 Leucocyanidin飛燕草色素 Derlphinidin天竺葵色素 Pelargonidin花青素 Cyanidin飛燕草色素-3-糖苷 Derlphinidin-3-Glc天竺葵色素-3-糖苷 Pelargonidin-3-Glc花青素-

5、3-糖苷 Cyanidin-3-Glc 圖圖1 花色素苷合成途徑花色素苷合成途徑注明：注明： 為主要途徑為主要途徑； 為輔助途徑為輔助途徑； 為菊花體內(nèi)途徑為菊花體內(nèi)途徑 2.2 花色變異的機理2.2.1 花色和色素的種類 奶油色、象牙色、白色： 黃色： 橙色、緋紅色、褐色： 深紅色、粉紅色、紫色、藍色和黑色等： 變色花：色素組成與花色見表3-12. 2.2 色素的理化性質(zhì)與花色 花色素苷類 花黃色素1. 類胡蘿卜素3. 花色的遺傳調(diào)控3.1 花色的遺傳學(xué)基礎(chǔ) 首先，花色的有無是由基因控制的； 其次，還存在決定色素種類和色素量的基因； 再有，花色素性質(zhì)的變化也是特定基因控制的； 此外，其他色素

6、形成與否及共同著色，細胞液的PH值，色素的分布等都是由特定基因控制的； 最后，基因并不是孤立的，基因間互做亦影響花色。3.3 花色遺傳的實例 馬鞭草： 紫紅色含有3,52糖苷飛燕草色素，這是由一對基因的差異所決定的，當(dāng)包含3,5二糖苷的F1自交時，紫紅色和栗色的分離是3：1 櫻草：bR植物開紅花；br植物開藍花； BR植物開洋紅色花；Br植物開藍灰色花。 好望角萵苔 象牙色arod 粉紅色AroD 洋紅色AROD 藍色AROD 橙紅色Arod 薔薇紅色Arod 紫紅色Arod4. 花色遺傳的一般規(guī)律 影響花色的基因之間的關(guān)系影響花色的基因之間的關(guān)系 （19601960，巴利斯、，巴利斯、漢尼、威爾遜。）漢尼、威爾遜。）W W 有色的有色的 ww ww 白色的白色的In In 非象牙白色非象牙白色 iviv iviv 象牙白色象牙白色Y Y 非黃色非黃色 yy yy 黃色黃色B B 紫紅或黃紫色紫紅或黃紫色 bb bb 藍色藍色P P 紫紅或黃紫色紫紅或黃紫色 pp pp 粉紅、薔薇色、粉紅、薔薇色、紅色紅色DidDid使色彩加