水稻花色苷含量及合成结构基因的差异表达研究

水稻花色苷的生物合成受许多因素影响,而控制关键酶的结构基因是最主要的因素.针对2个红米材料和2个白米材料,采用实时荧光定量的方法,对合成水稻花色苷的结构基因(OsPAL、OsCHS、OsCHI、OsF3H、OsF3'H、OsD-FR、OsANS、OsF3'5'H、OsUFGT)在茎、叶及种子发育过程中的相对表达水平进行了测定.结果表明:1)OsPAL、OsCHS在水稻的茎、叶和种子中表达,OsCHI在白米恢复系蜀恢498和白米株系的组织中均有表达,是花色苷合成的组成型基因;其它基因在参试材料的茎、叶和种子中的表达量不同,具有组织特异性.2)在红米品种贵红1号和红米株系开花后7～28d的花色苷含量逐渐增加,而白米恢复系蜀恢498和白米株系的花色苷含量逐渐下降;这些基因在红米品种贵红1号和红米株系的前中后期均有表达且表达量较高,OsCHS在红米品种贵红1号种子发育过程中的表达量逐渐增加;这些基因在白米恢复系蜀恢498和白米株系开花后7～28d的前中期表达量较低,后期急剧降低.表明这些基因的表达量与其花色苷的含量动态变化相同,对花色苷的积累有一定的作用.3)OsPAL、OsCHS表达量与红米品种贵红1号花色苷含量呈显著正相关,OsF3H表达量与白米株系花色苷含量呈显著正相关,OsPAL表达量与红米株系花色苷含量呈显著正相关,OsCHI、OsF3'5'H、OsUFGT表达量与红米株系花色苷含量呈极显著正相关.研究表明,这些基因在参试材料的茎、叶和种子开花后7～28d前中后期的差异表达,可能是造成它们着色差异的主要原因.OsPAL、OsCHS是红米品种贵红1号籽粒花色苷合成的关键基因,OsF3H在白米株系籽粒发育过程中扮演重要的角色,OsPAL、OsCHI、OsF3'5'H、OsUFGT在红米株系籽粒花色苷积累中起重要作用.