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以前油菜仅作为重要的工业或食用的油料,蔬菜,饲料而存在,现如今因为其多彩的花色,能丰富人民的精神世界,促进农业和旅游业相结合,提高农民收入,为拉动国民GDP做出重大贡献,故也作为新兴的旅游业而存在。油菜花色还可以用来区分真假杂种,为了揭示甘蓝型油菜不同花色的遗传规律,本研究通过对4种不同花色的甘蓝型油菜的花瓣进行扫描仪法和紫外可见光光度计相结合,找出类胡萝卜素成分含量差异。在此基础上,再结合转录组测序找出控制花色的差异基因,在从差异基因中筛选出5个差异基因,BnPSY、BnLYCB、BnLYCE、BnZEP、BnNCED,再做实时荧光定量PCR,分析5个差异基因在不同花色材料中的表达差异。主要结果如下:1.甘蓝型油菜不同花色色素成分的定性和定量分析具有9~11个共轭双键结构的类胡萝卜素能够吸收420~500 nm的可见光,叶黄质的吸光度峰值是474nm左右,β-胡萝卜素的最高吸收峰值在454nm左右,β-隐黄质的最大吸收波长在450nm左右,而番茄红素有三个主要吸收峰区域分别是在443nm~449nm,473nm~449nm,502nm~506nm。类胡萝卜素的最大吸收波长450nm。根据甘蓝型油菜不同花色在波长为450nm的吸光度的结果分析可知,随着甘蓝型油菜花瓣的颜色逐渐加深(白色→土黄色→黄色→金黄色),类胡萝卜素也相应的增加,并且其他成分也相应增加。故油菜花瓣颜色的深浅与其含类胡萝卜素的多少成正相关。而影响花瓣颜色的差异基因有待后续的转录组分析得出。2.甘蓝型油菜不同花色的转录组测序与基因表达谱分析类胡萝卜素合成途径有个阶段:首先萜类骨架生物合成,包括法尼基焦磷酸合成葡萄球菌黄素(也叫番红酸合成途径),牻牛儿牻牛儿基焦磷酸(GGPP)在八氢番茄红素合成酶(PSY)作用下得到八氢番茄红素(Phytoene),再继续后续合成,得到的番茄红素有11个去处,包括奧氏酮途径(Okenone pathway),叶黄体素合成(Lutein biosynthesis),链孢霉黄素合成(Neurosporaxanthin biosythesis),特殊螺菌黄质途径(Unusual-spirilloxanthin pathway)和一般螺菌黄质途径(Normal-spirilloxanthin pathway),虾青素合成(Astaxanthin biosynthesis),脱落酸合成(Abscisic acid biosythesis),叶黄素循环(Xanthophyll cycle),维生素A代谢(Retinol metabolism)等途径。根据本研究对甘蓝型油菜4种不同花色的转录组结果分析,可以得出决定花色差异的根本因素是类胡萝卜素合成途径的基因影响,其中在该途径上965vs1448有19个差异基因,而1448vs967有23个差异基因,967vs969有12个差异基因。对差异基因转录因子分析可以得出:其中上调基因为:PDS、Z-ISO、ZDS;下调基因:PSY、ABA、CCDs、LYC、CYP、NCED、CRT1SO;既有上调又有下调功能的基因:LCYB、LCYE、LUT1。可见控制花色的基因是多基因共同控制,可能是由于类胡萝卜素合成通路上的基因受到抑制或者参与类胡萝卜素的降解。3.甘蓝型油菜花色素成分生物合成关键基因的表达分析本实验中BnPSY基因在黄花和金黄花中的表达水平整体上高于白花油菜,随着油菜花颜色的加深表达量越多。BnLYCB是合成叶黄体素的关键酶,BnLYCE是合成ε-胡萝卜素的关键酶,BnZEP是控制叶黄素循环的关键酶,BnNCED是脱落酸合成里的关键酶。类胡萝卜素5个基因的表达均为金黄花>黄花>土黄花>白花,但是表达差异最大的为BnPSY,其次是BnZEP,与转录组分析结果相互验证,由此可以推断出转录组测序的结果可信。