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月季红双喜花瓣变色的化学基础及比较转录组分析

张和臣, 王慧娟, 李艳敏, 高杰, 袁欣, 王利民, 王校晨, 赵银鸽, 符真珠

植物学报 2022, 57 (5): 649-660. DOI: 10.11983/CBB22049

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月季(Rosa hybrida)花色丰富, 是世界著名的观赏花卉。月季红双喜因其花瓣的变色特性而在市场上广受欢迎。该研究通过类黄酮和类胡萝卜素靶向代谢并结合转录组分析, 发现红双喜的黄色花瓣呈色主要源于叶绿素、类胡萝卜素以及类黄酮的积累, 红色花瓣呈色主要是花青素苷积累增加且糖苷化的结果。花青素苷合成关键基因CHI、ANS和UFGT, 以及R2R3-MYB家族的AN2-like成员在红色花瓣中的强烈表达是花青素苷积累的分子基础; 类胡萝卜素成分改变及相关基因的表达变化在红双喜花瓣变色过程中也起重要作用, 并且miRNA156可能参与其调控过程。该研究揭示了月季红双喜花瓣变色的分子和化学基础, 研究结果为观赏植物花色分子设计育种提供了重要理论依据。

No.	Type of carotenoid	Y1 (μg·g^-1)	Y2 (μg·g^-1)	R1 (μg·g^-1)	R2 (μg·g^-1)	Log₂FC	Regulated
Carotenoid_22	Neochrome palmitate	2.2016998	2.3834704	1.0197834	1.0475690	-1.1491910	Down
Carotenoid_24	Rubixanthin laurate	0.1569250	0.1481073	0.0527210	0.0507537	-1.5596845	Down
Carotenoid_32	Violaxanthin dilaurate	3.9240426	4.7154605	2.9313100	2.8637581	-0.5761227	Unchanged
Carotenoid_33	Violaxanthin-myristate-caprate	21.7732951	22.4958882	12.8019824	12.7492289	-0.7929111	Unchanged
Carotenoid_34	Violaxanthin-myristate-laurate	5.6980954	6.7643503	4.7010832	5.0801542	-0.3494983	Unchanged
Carotenoid_39	Violaxanthin dioleate	0.7922281	0.8738322	0.4032495	0.3662500	-1.11444831	Down
Carotenoid_41	Zeaxanthin palmitate	0.1189156	0.1116267	0.3534273	0.3530580	1.61562841	Up
Carotenoid_51	β-cryptoxanthin laurate	0.7270018	0.7903577	0.3395545	0.3316843	-1.1766652	Down
Carotenoid_54	β-cryptoxanthin oleate	0.1793999	0.1468413	0.0389599	0.0467119	-1.9290470	Down
Carotenoid_56	Zeaxanthin	5.9183084	6.1692434	17.8138771	17.0472808	1.5280984	Up
Carotenoid_57	Violaxanthin	4.9150727	4.8171053	3.8840384	3.8675731	-0.3282664	Unchanged
Carotenoid_58	Neoxanthin	2.0484948	2.2917558	1.9106499	1.9435004	-0.1713655	Unchanged
Carotenoid_59	Lutein	7.8872005	8.3871299	18.9305539	18.6268263	1.2064982	Up
Carotenoid_66	Canthaxanthin	0.0005338	0.0004385	0	0	-Inf	Down

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表2 月季红双喜不同呈色花瓣中主要类胡萝卜素的成分含量差异

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