外源硫酸铝调节八仙花花青苷组成和含量变化的分子生物学机制

[目的]八仙花是我国重要的观赏植物之一,本研究旨在探讨A12(SO4)3对八仙花花色的影响及其机制.[方法]以‘蓝色妈妈’品种为对象进行盆栽试验,设置了0 (pH为6的柠檬酸缓冲液)、2‰和4‰3个A12(SO4)3水平,在植株出现花蕾约1 cm时进行处理.在开花盛期进行花色分析,采用高效液相色谱法和质谱分析花青苷成分和含量,采用电感耦合等离子体原子发射光谱法分析金属离子含量,采用荧光定量PCR分析Al3+运输相关基因表达水平. [结果]2‰和4‰的Al2(SO4)3处理21d后,花瓣颜色从粉色变为紫色和蓝紫色.‘蓝色妈妈’花瓣中检测到了飞燕草素-3-葡萄糖苷等12种花青苷;2‰和4‰的Al2(SO4)3处理显著(P＜0.05)增加了飞燕草素苷、矢车菊素苷和芍药花素苷含量,其中增加幅度最大的是飞燕草素苷含量,从对照(CK)组的5159.9 μg/g FW分别增加到24681.2 μg/g FW和30485.7 μg/g FW;飞燕草素苷含量增加主要是由于飞燕草素-3-葡萄糖苷和飞燕草素-3-戊糖-5-葡萄糖苷含量增加,飞燕草素-3-葡萄糖苷含量从对照的4679.2.μg/g FW分别增加到23610.0 μg/g FW和29129.7 μg/g FW,飞燕草素-3-戊糖-5-葡萄糖苷从对照的142.3 μg/g FW分别增加到805.6 μg/g FW和1114.9 μg/g FW.2‰和4‰的Al2(SO4)3处理后,花瓣中Al3+含量从对照的2.24 μg/g FW分别增加到5.12 μg/g FW和11.83 μg/g FW;2‰和4‰的A12(SO4)3处理后,花瓣中质膜铝转运基因(plasmamembrane Al transporter,PALT)和液泡膜铝转运基因(vacuolar Al transporter,VALT)表达水平显著提高(P＜0.05),PALT表达水平分别比对照提高了88.5％和148.2％,VALT表达水平分别比对照提高了74.8％和135.7％. [结论]A12(sO4)3处理诱导了Al3+运输相关基因的表达,增加了花瓣中A13+积累,提高了飞燕草素苷含量,进而改变了花的颜色.