类胡萝卜素在植物体内具有重要的功能,一些有色的类胡萝卜素是许多植物花和果实颜色的主要来源。类胡萝卜素主要与植物黄色、橘色等相关。油菜花色通常为黄色,但不同颜色的油菜花瓣(含白色)已有一些的报导。本研究采用不同花色的油菜材料,通过HPLC测定法分析了不同花色油菜材料花瓣中三种主要类胡萝卜素的含量,并对油菜花瓣颜色与类胡萝卜素成分及含量的关系作了分析；同时还对不同颜色花瓣材料在花瓣的不同发育时期其类胡萝卜素含量的变化及相关基因的表达情况作了分析。主要结果如下：1、油菜不同颜色花瓣中主要类胡萝卜素含量的差异选择了16份不同花色的油菜材料,对花瓣全展期所含的叶黄素、p-胡萝卜素和番茄红素进行了测定与分析。结果表明,在花瓣颜色相同的材料中,花瓣中的类胡萝卜素主要成分相似、含量相近；在花瓣颜色不同的材料之间,花瓣中的类胡萝卜素组成及含量有较为明显的差异。在所测定的各白花材料中,三种类胡萝卜素之间含量相当,差异不明显。而在除白花以外的参试材料中,同种颜色的花瓣中所含叶黄素、p-胡萝卜素和番茄红素的量差异较明显,其中番茄红素含量较高,叶黄素含量较少。最后,对不同颜色的花瓣中类胡萝卜素含量的比较可见,随着花瓣颜色加深(白花→乳白色花→黄花→金黄花),类胡萝卜素的总量增加,其中以番茄红素的含量差异最大。可以初步推测认为,花瓣中类胡萝卜素的总量对于油菜花色具有十分重要的影响,其中番茄红素含量是油菜花色的主要影响因素。2、油菜不同颜色花瓣发育过程中类胡萝卜素含量的变化根据不同花瓣发育时期所测得的类胡萝卜素含量结果来看,花瓣临开期是类胡萝卜素含量积累的一个转折时期,不同花色的油菜材料中均表现出叶黄素和p-胡萝卜素含量急剧下降,而番茄红素在此时期则急剧上升达并到最大值。在相同的花瓣发育时期,不同花色的材料间,花瓣中类胡萝卜素总量随着油菜花瓣颜色加深(白花→乳白色花→黄花)而增加。所测定的三种类胡萝卜素中,以叶黄素含量差异最小(黄花和白花之间含量差异最大值仅为11μg/g FW),p-胡萝卜素含量差异次之(黄花和白花之间含量差异最大值约为43μg/g FW),而番茄红素的含量差异最大(黄花和白花之间的含量差异最大值为190μg/g FW左右)。不同发育时期的黄花中番茄红素含量均很高,在10μg/g FW以上；而白花中含量均很低,在10μg/g FW以下。3、油菜不同花瓣发育时期相关基因表达与花色的关系不同的花瓣发育时期对BnPSY基因表达分析结果表明,颜色越深的花瓣中,BnPSY基因表达量越高。在白色花瓣材料(HW243)中BnPSY基因的相对表达量最低,显著低于乳白色花瓣和黄色花瓣。黄花材料(中油821)的花瓣中BnPSY基因的相对表达量一直处于最高水平,在花蕾期就达到最大值,随着花瓣发育进程表达量的变化不大；在乳白花色的材料(F1)花瓣中相对表达量也一直处于较高水平,仍然在花蕾期已达到最大值,但随着花瓣发育的进程其相对表达量逐渐降低,但仍高于白花材料的水平。在白花材料(HW243)花瓣中,BnPSY基因的相对表达量到半开期才达到最大值,但仍明显低于乳白色材料(F1)和黄花材料(中油821)的表达水平,随后急剧下降。对BnLYCE基因表达量进行分析的结果表明,在黄色花瓣(中油821)中,相对表达量在花蕾期达到最大值,随后逐渐降低；到花瓣全展期前,其相对表达量均低于白花花瓣(HW243)。在乳白色(F1)花瓣和白花高温花瓣中,BnLYCE基因仍在花蕾期表达量达最大值,随后急剧下降。而在白花低温花瓣中,其表达量变化趋势相比高温花瓣而言,推迟了2个时期,到花瓣半开期时表达量才达到最大值,随后急剧下降(图3-15)。综合以上两个基因的表达量情况,类胡萝卜素合成代谢途径干路上的BnPSY基因,在黄花中的表达量一直处于较高水平(为对照的1000倍水平以上),为白花表达量的百倍水平(图3-13),由此可以推测,处于类胡萝卜素生物合成代谢途径干路上的番茄红素在黄花中的合成量远大于白花；另一方面,对于分解转化支路的BnLYCE基因,在黄花中的表达量又低于白花,最大差异时(花蕾期)约为白花表达量的1/3(图3-14),由此可以推测,在白色花瓣中番茄红素分解转化的效率明显高于黄花。由此可见,番茄红素在黄花中合成代谢高,分解转化代谢低,致使其积累量多；而在白花中番茄红素合成代谢相对低,但分解转化高,致使其积累量少,从而导致黄花中番茄红素含量远高于白花(图3-8,表3-9)。因此,根据黄、白花材料之间番茄红素含量差异最大,p-胡萝卜素和叶黄素含量差异较小,可以推测,花瓣中各类胡萝卜素含量影响花瓣颜色形成,其中番茄红素是影响油菜花瓣颜色差异的主要因素。