论文题目: 几个梅花品种花色的时空变化、花色苷的分子结构和F3’H克隆的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 植物学
作者: 赵昶灵
导师: 陈俊愉,郭维明
关键词: 梅花花色,花色色素,时空变化,花色苷,分子结构,类黄酮羟化酶基因,克隆
文献来源: 南京农业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 梅花(Prunus mume Sieb.et Zucc.)色、形、香、姿、韵兼备,是中国传统名花和候选国花之一。在当今世界,梅花是第一个授权中国科学家为国际登录权威的园艺植物品种;我国梅花60年的科学研究已取得系统的成果。但是,梅花花色的探索一直是梅花研究中的薄弱环节。梅花花色是指梅花花器官中一切花瓣状结构的颜色,主要包括紫红、粉红、纯白、绿白、淡黄和复色,是决定梅花风韵美和美学品位的关键性状。现在,梅花花色这个薄弱研究环节已严重影响梅的品种审定和国际登录,也妨碍梅花花色改良的起步。 本研究针对梅花花色这个梅花研究中的薄弱环节,从植物生理生化、植化和分子生物学水平较系统地探索梅花花色的表现特征、梅花花色色素的分子结构,并克隆梅花花色色素生物合成关键酶的基因。研究的主要结果如下: 1.关于梅花花色的时空变化 梅花‘南京红须’、‘南京红’的花色主要存在着花发育阶段导致的时间变化,反映其花色受花发育控制。二者的花色都在蕾期最浓艳,在初花期略淡,在盛花期又稍浓,在未花期最淡,尽管花瓣在展开时便趋于快速衰老;在整个花发育时期,同一朵花不同层次花瓣的颜色浓淡均为:外层花瓣>中层花瓣>内层花瓣,即花瓣在花冠中的具体排列位置决定着该片花瓣的特定颜色深浅;不同层次花瓣颜色的变化趋势不完全一致。同时,两个品种外层花瓣的总黄酮含量变化与外层花瓣的色度变化成正相关。而花朵在树冠的着生部位导致的花色差异不显著,表明‘南京红须’、‘南京红’的花色的空间变化极小。 2.关于梅花花色色素花色苷分子结构鉴定 梅花花色色素属于黄酮类化合物,不含查尔酮、噢哢、儿茶素、二氢黄酮、二氢黄酮醇等,而可能含黄酮、花色苷及其花色素等;红、白梅花的花色色素均含相同的非红色的黄酮类化合物;梅花的红色花色是源于花色素或/和其苷,且红的程度与其花色苷含量成正相关;梅花花色差异与总黄酮含量间似乎无明显规律性。 梅花‘南京红’花色色素在pH0～3范围内颜色稳定,因不同光质、热、氧化剂、还原剂、螯合剂而呈现无色、墨绿色或黄绿色,因不同金属离子、离子的不同浓度而呈现程度不同的红色、紫色、黑黄色、红中带黑或微蓝绿色,葡萄糖和低浓度苯甲酸钠几乎不影响其色泽,蔗糖使颜色变淡,柠檬酸却使其颜色变深。
论文目录:
中文摘要
英文摘要
英文缩写符号及中英文对照表
第一部分 文献综述
第一章 植物花色的形成及其调控机理
第二章 植物花色呈现的生物化学、分子生物学机制及其基因工程改良
第三章 研究背景与研究思路
第二部分 试验研究
第一章 几个梅花品种花色时空变化的研究
梅花‘南京红须’、‘南京红’花色的呈现特征
1 材料与方法
1．1 一般方法
1．2 植物材料
1．3 两个梅花品种花色色素化学本质预试：特征颜色反应
1．4 两个梅花品种花色的时间变化：花发育阶段对花色的效应
1．4．1 花发育阶段的划分
1．4．2 花瓣层次的划分
1．4．3 花色变化的测定
1．5 两个梅花品种花色的空间变化：花朵在树冠中的着生位点对花色的效应
2 结果与分析
2．1 两个梅花品种花色色素的特征颜色反应
2．2 两个梅花品种花朵在不同花发育阶段的视觉特征
2．3 花发育阶段对两个梅花品种花色的效应
2．3．1 两个梅花品种花色随花发育阶段的变化
2．3．2 两个梅花品种花瓣总黄酮含量随花发育阶段的变化
2．3．3 两个梅花品种花瓣MDA含量随花发育阶段的变化
2．4 花朵在树冠中的着生位点对两个梅花品种花色的效应
3 讨论
第二章 几个梅花品种花色色素花色苷分子结构的研究
第一节 梅花花色色素种类和含量的初步研究
1 材料与方法
1．1 花朵采集与处理
1．2 梅花花色色素的定性鉴定和定量测定
1．2．1 色素化学成分的系统预试：特征颜色反应
1．2．2 色素中叶绿素、类胡萝卜素的鉴定
1．2．3 色素的紫外—可见光谱和‘南京红’、‘南京红须’、‘复瓣跳枝’粉红花瓣的色价与花色苷含量
1．2．4 花色色素的总黄酮含量
2 结果与分析
2．1 梅花花色色素的特征颜色反应
2．1．1 石油醚、盐酸和氨水测试
2．1．2 浓盐酸——镁粉反应
2．1．3 浓盐酸——锌粉反应
2．1．4 三氯化铁反应
2．1．5 醋酸铅反应
2．1．6 三氯化铝反应
2．1．7 浓硫酸反应
2．1．8 四氢硼钠反应
2．1．9 碱性试剂反应
2．1．10 氨性氯化锶反应
2．1．11 硼酸反应
2．2 花色色素中叶绿素、类胡萝卜素的鉴定
2．3 花色色素的紫外-可见光谱
2．4 ‘南京红’、‘南京红须’和‘复瓣跳枝’粉红花瓣花色色素的色价和花色苷含量
2．5 花色色素的总黄酮含量
3 讨论
第二节 理化因子导致梅花‘南京红’花色色素的颜色变化
1 材料与方法
1．1 植物材料
1．2 花色色素的分离
1．3 物理因素导致花色色素的颜色变化
1．4 化学因素导致花色色素的颜色变化
1．4．1 pH对色素颜色呈现的效应
1．4．2 金属离子、氧化剂、还原剂、螯合剂、糖、苯甲酸钠和柠檬酸对色素颜色呈现的效应
2 结果与分析
2．1 花色色素提取液的颜色
2．2 光、温导致花色色素的颜色变化
2．3 化学因素导致花色色素的颜色变化
2．3．1 pH的效应
2．3．2 金属离子的效应
2．3．3 氧化剂、还原剂的效应
2．3．4 螯合剂的效应
2．3．5 苯甲酸钠和柠檬酸的效应
2．3．6 糖的效应
3 讨论
第三节 梅花‘南京红须’花色色素花色苷的分离与结构鉴定
1 材料与方法
1．1 植物材料
1．2 一般方法
1．3 花色色素花色苷的提取、初步鉴定和纯化
1．3．1 花色苷的粗提和粗提物的TLC检测
1．3．2 花色苷的纯化
1．4 通过特征颜色反应、层析和光谱鉴定花色苷的分子结构
1．4．1 特征颜色反应
1．4．2 PC和紫外——可见光谱
1．4．3 花色苷的完全水解和相应苷元、糖、脂肪酸和酚酸的鉴定
2 结果与分析
3 讨论
第四节 梅花‘南京红’花色色素花色苷的分子结构
1 材料与方法
1．1 植物材料
1．2 一般方法
1．3 花色苷的提取、初步鉴定和纯化
1．4 通过特征颜色反应、层析和光谱鉴定花色苷的分子结构
2 结果与分析
3 讨论
第三章 几个梅花品种F3′H克隆的研究
第一节 梅花gDNA提取的方法学研究
1 材料与方法
1．1 一般方法和试剂
1．2 植物材料
1．3 叶片gDNA的提取
1．4 提取DNA的质量检测
1．4．1 紫外分光光度法检测
1．4．2 琼脂糖凝胶电泳检测
1．4．3 限制性内切酶酶切反应检测
2 结果与分析
3 讨论
第二节 几个梅花品种F3′H片段的简并PCR法克隆
1 材料与方法
1．1 材料
1．1．1 植物材料
1．1．2 质粒与菌株
1．1．3 酶与试剂
1．2 方法
1．2．1 一般方法
1．2．2 简并引物设计
1．2．3 梅花3个品种F3′H片段的简并PCR法扩增
1．2．4 简并PCR产物的检测、纯化与克隆
1．2．5 阳性克隆的选择与鉴定
1．2．6 DNA测序和分析
2 结果与分析
2．1 基于多重比对的简并引物设计
2．2 有效引物的筛选
2．3 pMD18-T载体的重组效率及对大肠杆菌的转化效率
2．4 DNA序列分析
3 讨论
第三节 梅花‘南京红须’F3′H的简并PCR和TAIL-PCR法克隆
1 材料与方法
1．1 材料
1．1．1 植物材料
1．1．2 质粒与菌株
1．1．3 酶与试剂
1．2 方法
1．2．1 一般方法
1．2．2 用于TAIL-PCR的引物设计
1．2．3 运用TAIL-PCR分别扩增‘南京红须’F3′H片段的3′和5′旁侧序列
1．2．4 TAIL-PCR产物的回收、纯化、克隆以及序列的测定、拼接和分析
2 结果与分析
2．1 TAIL-PCR的引物设计
2．2 TAIL-PCR产物的电泳检测
2．3 TAIL-PCR产物的序列测定与分析
3 讨论
全文总结以及研究的创新点
攻读学位期间发表的与本研究相关的论文
攻读学位期间获奖情况
致谢
发布时间: 2005-07-19
参考文献
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