玉簪(Hosta)是百合科玉簪属多年生的草本花卉,作为园林观赏植物和药用植物,应用极其普遍,过去玉簪多种植在我国江南地区,后被广泛引种栽培,现在在我国北方地区,玉簪已发展成为重要的耐阴露地花叶共赏型花卉。然而玉簪虽然栽培品种众多,但花色却很单一,只有白色和紫色两种花色,因此挖掘玉簪花色代谢基因,培育玉簪新花色品种尤为重要。形成植物花色的主要色素有甜菜碱、类胡萝卜色素、类黄酮,其中类黄酮是最广泛存在于植物中的色素。查尔酮合成酶是类黄酮生物合成途径中的关键酶,大量研究表明查尔酮合成酶及花青素合成酶对植物花色的形成起着至关重要的作用。本研究以紫萼玉簪(Hosta ventricosa)为材料,采用RT-PCR方法,克隆了紫萼玉簪CHS和ANS基因全长cDNA序列,命名为HVCHS和HVANS,大小分别为1176bp和1059bp,编码391和352个氨基酸,采用生物信息学方法预测HVCHS和HVANS基因的结构和功能,构建植物过表达载体pCAMBIA3301-HVCHS和pCAMBIA3301-HVANS,通过农杆菌介导法,将HVCHS和HVANS基因转化到烟草中,通过对转基因烟草植株的分子检测和生理生化指标测定,验证HVCHS和HVANS基因的功能,为玉簪花色研究奠定基础。具体研究结果如下:(1)从玉簪转录组数据库中挖掘CHS和ANS基因,根据ORF设计特异性引物,RT-PCR扩增了紫萼玉簪CHS和ANS基因的编码区序列,测序比对,同源性为100%。(2)将HVCHS和HVANS基因与线性化pCAMBIA3301载体相连,成功构建了植物表达载体 pCAMBIA3301-HVCHS 和 pCAMBIA3301-HVANS,测序比对,同源性为 100%。(3)提取紫萼玉簪根、茎、叶、花及花不同发育阶段(绿苞期、紫绿间苞期、紫苞期、初花期、盛花期)的花朵的总RNA,采用实时荧光定量方法分析紫萼玉簪花不同发育时期的HVCHS和HVANS基因的表达量,结果表明HVCHS和HVANS基因在花中高表达随着花朵颜色的加深,基因表达量升高,与花青素含量变化呈正相关。(4)通过农杆菌介导法将pCAMBIA3301-HVCHS和pCAMBIA3301-HVANS载体转化到烟草中,经Bar筛选标记筛选及PCR检测,获得转HVCHS基因烟草和转HVANS基因烟草,通过荧光定量PCR检测到HVCHS和HVANS基因在烟草中转录表达。观察发现转基因烟草花色加深,总花青素和总黄酮含量升高。