第三章花色遗传.

第三章花色遗传1.花色概述•1.1花色广义：狭义：•白色•黄色•红色和兰色白牡丹黄麒麟粉国色•1.2研究简史•孟德尔——花色遗传的理论基础•Willstatter和Karrer——类胡萝卜素的分离及化学结构•色素化学的研究•20世纪后生物化学解释花色的研究兴起•目前，花色的研究主要集中在观赏植物花色遗传育种上。2.花色遗传的化学基础2.1花色素的三大类群（1）类胡萝卜素（黄色至红色）（2）类黄酮（黄色、白色、）花色素苷（红色系）（3）其他色素（甜菜碱、单宁）•2.1.1类胡萝卜素•胡萝卜素和胡萝卜醇的总称，包含有红色、橙色及黄色的色素。•植物中除花以外，叶、根和果实中都含有这类色素。•化学性质：一般不溶于水，可溶于脂肪和类脂。其中胡萝卜素属于碳氢化合物易溶于石油醚类，而不容易醇类；胡萝卜醇是胡萝卜素的羟基衍生物，和石油醚的亲和性低，和醇的亲和性高。类胡萝卜素•2.1.2类黄酮•在化学结构上以黄铜核为基础的一类物质的总称。•类黄酮中除花色素苷是红色系外，均属黄色素。查尔酮、橙酮为深黄色，其他为淡黄色或近于无色。•细胞中还含有与花色素苷共存的类黄酮，它能改变花色素苷的色调，对花色变异起重要作用。黄酮类黄酮•花色素苷：构成从红色到紫色、蓝色的主要物质，以可溶性糖苷的形式存在于植物体中。已发现的天然花色素7种花色素苷•2.1.3其他色素甜菜色苷和甜菜黄质：结构相似，呈黄色，但与类黄酮的化学结构完全不同。2.1.4色素在花瓣中的分布•2.1.5色素的生化合成•色素是细胞中的次生代谢物•色素合成过程中经多次化学反应•可进行多级调控的反应笨丙氨酸Phenylalanin肉桂酸盐Cinnamate4-香豆酸盐4-Coumarete4-香豆酰-CoA4-Coumaroyl-CoA咖啡酰-CoACaffeoyl-CoA丙二酰-CoAMalonyl-CoA柚配质-查尔酮Naringeninchalone圣草酚-查尔酮Eriodictyolchalone五羟黄酮Pentahydroxyflavanone柚配质（黄酮）Naringenin）圣草酚Eriodictyol二氢杨梅黄酮Dihydromyricetin二氢堪非醇Dihydrokaempferol二氢槲皮醇Dihydroquercetin无色飞燕草色素Leucoderlphinidin无色天竺葵色素Leucopelargonidin无色花青素Leucocyanidin飞燕草色素Derlphinidin天竺葵色素Pelargonidin花青素Cyanidin飞燕草色素-3-糖苷Derlphinidin-3-Glc天竺葵色素-3-糖苷Pelargonidin-3-Glc花青素-3-糖苷Cyanidin-3-Glc图1花色素苷合成途径注明：为主要途径；为辅助途径；为菊花体内途径2.2花色变异的机理2.2.1花色和色素的种类奶油色、象牙色、白色：黄色：橙色、绯红色、褐色：深红色、粉红色、紫色、蓝色和黑色等：变色花：色素组成与花色见表3-12.2.2色素的理化性质与花色1.花色素苷类2.花黄色素3.类胡萝卜素3.花色的遗传调控3.1花色的遗传学基础首先，花色的有无是由基因控制的；其次，还存在决定色素种类和色素量的基因；再有，花色素性质的变化也是特定基因控制的；此外，其他色素形成与否及共同着色，细胞液的PH值，色素的分布等都是由特定基因控制的；最后，基因并不是孤立的，基因间互做亦影响花色。3.3花色遗传的实例•马鞭草：紫红色含有3,5—2糖苷飞燕草色素，这是由一对基因的差异所决定的，当包含3,5—二糖苷的F1自交时，紫红色和栗色的分离是3：1•樱草：bR植物开红花；br植物开蓝花；BR植物开洋红色花；Br植物开蓝灰色花。•好望角莴苔象牙色arod粉红色AroD洋红色AROD蓝色AROD橙红色Arod蔷薇红色Arod紫红色Arod4.花色遗传的一般规律影响花色的基因之间的关系（1960，巴利斯、汉尼、威尔逊。）W有色的ww白色的In非象牙白色iviv象牙白色Y非黄色yy黄色B紫红或黄紫色bb蓝色P紫红或黄紫色pp粉红、蔷薇色、红色Did使色彩加浓did使色彩变淡上述六个基因的上下位关系是：WInYbPDid。5.花色改良的途径•杂交育种•突变育种•辐射诱变育种•生物技术育种