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紫色甘薯(Ipomoea.batatas Lam.)是新近开发出的一类优良特异的甘薯品种,块根富含花青素。本文以紫色甘薯品种“山川紫”和白心甘薯品种“禺北白”为试材,通过不同浓度的激素对紫色甘薯叶片愈伤组织处理,研究紫色甘薯花青素合成相关酶基因表达以及与花青素积累的关系。研究甘薯成熟叶片以及块根中花青素合成和相关酶基因的表达情况。探讨叶片愈伤、成熟叶片以及块根中花青素合成相关酶基因表达和花青素积累在这三者之间的关系。结果如下: 1.以山川紫和禺北白叶片愈伤为材料,在含有不同浓度GA3和IAA的培养基中进行继代培养。1μmol/LGA3和75μmol/LIAA的处理下山川紫和禺北白愈伤花青素的积累都达到最大值。因此之后的实验中采用1μmol/LGA3和75μmol/LIAA对山川紫和禺北白叶片愈伤组织进行处理。 2.山川紫和禺北白叶片愈伤在GA3和IAA处理中以及对照中CHS基因都没有表达,CHS基因在山川紫和禺北白叶片愈伤花青素合成过程中可能不具有关键调控作用。在山川紫叶片愈伤中,GA3和IAA处理CHI、F3H和DFR基因的表达水平较对照都有提高,说明CHI、F3H和DFR基因的表达受GA3和IAA诱导,而ANS基因的表达仅受IAA的诱导;禺北白叶片愈伤中,IAA处理下DFR基因的表达水平有提高,DFR基因受IAA诱导,而ANS基因受GA3的诱导。 3.山川紫成熟叶片有花青素的积累,而禺北白叶片中的花青素含量几乎没有。在山川紫成熟叶片中,CHS、CHI、F3H和ANS基因的表达水平都较高,而禺北白叶片中仅CHS、CHI、DFR基因有少量表达,这与两者中花青素积累相一致。表明,CHS、CHI、F3H和ANS基因在山川紫叶片花青素合成过程中可能起到主要调控作用。 4.山川紫块根中有花青素积累,禺北白块根中没有检测到花青素的积累。山川紫块根第2时期花青素含量最高,第4时期没有检测到花青素积累。说明花青素在山川紫块根早期积累较多,随块根开始成熟花青素的积累量开始减少,到第3时期已显著降低。山川紫1、2、3时期CHS、CHI、F3H、DFR和ANS基因都有一定程度的表达,而禺北白块根各时期均未检测到花青素合成相关酶基因的表达,这与两者块根花青素积累一致。其中CHS、F3H和ANS基因在山川紫块根花青素合成过程中具有一定的调控作用。 5.山川紫成熟叶片、叶片愈伤以及块根中都有花青素的积累,且三者中成熟叶片的花青素含量最高。禺北白只有叶片愈伤有花青素的积累。CHS、CHI、F3H和ANS基因在山川紫成熟叶片和块根中的表达都较高,F3H和ANS基因在山川紫叶片愈伤中表达较高,其中CHI和ANS基因在山川紫成熟叶片中的表达水平都高于叶片愈伤和块根中的表达水平,这与花青素含量在三者中的积累一致,表明CHI和ANS基因在这三者的花青素积累过程中可能具有更重要调控作用。禺北白的块根中花青素合成相关酶基因均无表达,F3H、ANS基因在禺北白三者中的表达情况与花青素的积累相一致,表明,F3H、ANS基因在禺北白三者花青素积累过程中可能是调控的重要基因。 本研究为阐明紫色甘薯叶片愈伤以及甘薯块根不同时期花青素合成与积累的机制奠定一定的实验和科学理论基础。