不同生育时期大豆异黄酮合成相关酶基因表达的分析

通过Real-time PCR分析了不同生育时期7个大豆异黄酮合成相关酶基因(PAL,C4H,4CL,CHS,CHI,IFS和F3H)的相对表达情况。并利用高效液相色谱法测定了籽粒发育过程中豆荚(含籽粒)中异黄酮及其组分的含量,同时利用SAS 8.2分析了F5∶11重组自交系群体(RILs)豆荚中异黄酮含量与部分基因相对表达量间的相关性。结果表明:从营养生长进入生殖生长阶段,部分基因(PAL,CHI,IFS和F3H)的相对表达量普遍有显著提高;PAL,C4H,CHS和IFS基因在叶片中的相对表达量高峰出现在R1期,大部分基因在2个品种豆荚中相对表达量差异显著的时期为R6期。在R6期,豆荚中PAL基因的相对表达量与染料木素(GT)和总异黄酮含量(TI)呈显著正相关。CHS基因的相对表达量与大豆黄素(DZ)、染料木素(GT)和总异黄酮含量(TI)呈显著正相关,但是与黄豆黄素(GC)呈显著负相关,IFS基因的相对表达量与大豆黄素(DZ)含量呈显著正相关;F3H基因的相对表达量与所有异黄酮成分均呈显著负相关。研究明确了相应基因的表达情况,对于理解异黄酮含量变异的遗传机制具有重要意义。

大豆子粒发育过程中异黄酮合成相关酶基因的表达模式与异黄酮积累的相关分析

利用高效液相色谱法和实时定量PCR方法,分别测定了2个异黄酮含量显著差异的大豆品种鲁黑豆2号(LHD2)和南汇早黑豆(NHZ)在子粒发育过程中的异黄酮含量变化以及异黄酮合成相关酶基因的表达模式变化,试图分析异黄酮积累与各基因表达量变化的相关关系。结果表明在大豆子粒发育过程中,异黄酮含量逐渐升高,而不同异黄酮合成相关酶基因的表达趋势不同,CHS7、CHS8、CHR、CHI1A和IFS2的表达趋势与异黄酮积累模式基本一致,而IFS1和CHI1B1的表达趋势与异黄酮积累模式相反。IFR的表达模式在2个大豆品种中存在相反的趋势,在LHD2中与异黄酮组分积累趋势相反,而在NHZ中与异黄酮组分积累趋势相同。结果还表明,同一基因家族中不同基因在子粒发育过程中的表达量也存在差异。查尔酮合酶基因家族中CHS7和CHS8以及查尔酮异构酶基因家族的CHI1A的表达水平相对其他成员较高,异黄酮合酶基因家族中IFS2的表达量显著高于IFS1的表达量,预示这些基因家族在大豆子粒异黄酮积累过程中存在功能分化。此外,各基因表达模式与异黄酮积累的相关分析结果表明,不同基因表达模式与异黄酮积累的相关性在2个品种中也不尽相同。LHD2中CHS7、CHS8和IFS2在子粒发育过程中的表达量变化与不同异黄酮组分呈显著正相关,CHI1B1基因的表达量变化与不同异黄酮组分呈显著负相关。而在NHZ中,IFR在子粒发育过程中的表达量变化与多个异黄酮组分呈显著正相关。这预示了不同大豆品种异黄酮含量差异的潜在遗传基础。各异黄酮合成相关酶基因表达量变化的相关分析表明,在2个品种中,苯丙氨酸水解酶PAL1与4CL,4CL与CHS2以及CHS1与IFS2基因的表达量均呈现显著正相关。表明这些基因可能通过协同作用共同调控异黄酮的合成与积累。这些结果为今后利用基因工程提高大豆异黄酮含量奠定了基础。

果糖处理对费菜总黄酮及其相关酶的影响

本文以费菜为研究对象,研究了不同水培温度(20,25,28℃)、光周期(8 h/16 h,12 h/12 h,16 h/8 h)和果糖浓度(0、10、20、30、40 mmol/L)对费菜中总黄酮含量及其合成代谢相关酶活性的影响。结果表明:费菜最佳水培温度为25℃,光周期为16 h/8 h;30 mmol/L果糖处理可以有效提高费菜中的总黄酮含量,比对照组高1.37 mg/g(鲜重);在培养期间,与对照组相比,果糖处理可以有效减缓苯丙氨酸解氨酶(phenylalnine ammonialyase,PAL),多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO),查尔酮合酶(chalcone synthase,CHS)和查尔酮异构酶(chalcone isomerase,CHI)活性的下降,同时抑制过氧化物酶(peroxidase,POD)的活性,表明果糖处理通过调控总黄酮合成过程中相关酶的活性从而促进费菜总黄酮的富集。这些结果为提高费菜活性成分和营养品质提供了理论依据。

UVB对藏药镰形棘豆类黄酮积累的影响

目的:研究藏药镰形棘豆幼苗在不同B波段紫外线(ultraviolet radiation B,UVB)辐射下类黄酮的含量变化及黄酮合成相关酶的活性变化,从细胞水平探讨镰形棘豆类黄酮积累受UVB胁迫的影响及调节机制。方法:以镰形棘豆人工培养幼苗为实验材料,设置低辐照强度Q1(约2.0 W/m^(2))组、高辐照强度Q2(约3.0 W/m^(2))组及对照组,分别在UVB处理0、1、2、3、5、7 d后取样,测定总黄酮、鼠李柠檬素含量及苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonialyase,PAL)、查尔酮合酶(chalcone synthase,CHS)及查尔酮异构酶(chalcone isomerase,CHI)的活性。结果:UVB辐射能够促进镰形棘豆总黄酮和鼠李柠檬素的含量升高。UVB能够提高PAL的活性,增强效果Q1优于Q2。Q1剂量的UVB能够提高CHS和CHI的活性,Q2剂量的UVB短时间辐射能够提高CHS和CHI的活性,长时间辐射降低CHS和CHI的活性。结论:UVB辐射对镰形棘豆类黄酮物质的积累有明显的促进作用。低剂量的UVB能够刺激镰形棘豆黄酮合成相关酶的活性升高,促进类黄酮的生物合成。高剂量的UVB长时间辐射可能对镰形棘豆幼苗造成不可修复的损伤,不利于类黄酮的积累。