胡萝卜属于伞形科胡萝卜属两年生草本植物，染色体数为2n=2x=18。胡萝卜适应性强，易栽培，种植十分普遍，是全球性十大蔬菜作物之一，紫胡萝卜已有3000年以上的栽培历史。本课题拟通过转基因、基因序列分析等试验手段来验证DcMYB113基因是否为调控‘Purple haze’这种类型紫胡萝卜肉质根花青苷合成的关键基因，并分析造成其在不同类型紫色或非紫色胡萝卜的不同组织部位花青苷合成发生差异的作用机制。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1□材料与方法3
1.1□研究材料 3
1.2□研究方法 4
1.2.1□分析DcMYB113基因在‘Purple haze’紫胡萝卜和‘黑田五寸’橙胡萝卜中肉质根中表达量4
1.2.2□克隆DcMYB113基因并转入非紫色胡萝卜中验证功能4
1.2.3□DcMYB113基因上游启动子序列分析4
2□结果与分析4
2.1□DcMYB113基因在不同类型紫胡萝卜和‘黑田五寸’橙胡萝卜肉质根中表达量的分析4
2.2□将DcMYB113基因转入橙色胡萝卜中进行功能验证5
2.3□‘Purple haze’和‘黑田五寸’胡萝卜中DcMYB113基因上游启动子序列检测5
3□讨论 6
3.1□DcMYB113基因的确定与在‘Purple haze’紫胡萝卜中的作用方式6
3.2□在‘黑田五寸’中验证来自‘Purple haze’的DcMYB113的花青苷诱导功能6
3.3□DcMYB113通过调节花青苷结构基因控制花青苷合成7
致谢8
参考文献9
DcMYB113在紫皮紫肉类型胡萝卜花青苷合成中的作用
引言
引言
胡萝卜为二年生草本植物，以肉质根为蔬菜，在我国多地均有种植[1]。其叶柄较长，复伞形花序，花小呈淡黄色或白色[2]。原产于中亚细亚一带，已有四千多年的历史。元朝时期传入我国，自此开始在我国各地扎根繁殖。胡萝卜喜温耐寒，食用价值颇高，生食熟食均可 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: ￥351916072￥ 
，广受人们喜爱。
现如今，全球种植的胡萝卜的肉质根已培养出橙色、紫色、黄色、红色和白色等多种颜色。最常见的是橙胡萝卜，其富含胡萝卜素。此外，紫色的胡萝卜富含花青苷、黄色的胡萝卜富含叶黄素、红色的胡萝卜富含番茄红素，而白色的胡萝卜则不含或含有极少量的色素，组成了多样化的胡萝卜品种。本课题着重研究的紫胡萝卜是胡萝卜的一个类型，其颜色呈紫黑色，肉质根中花青苷含量很高，有些紫胡萝卜品种的肉质根中花青苷含量最高能达到1750 mg/kg 鲜重[3]。花青苷属黄酮多酚类物质，在自然状态下多以花色苷的形式存在，具有消除自由基、抗突变、治疗糖尿病、预防心血管疾病和高血压等功效[4]。花青苷在植物中起着各种作用，包括吸引动物和昆虫进行种子传播和授粉，改善各种非生物和生物胁迫以及参与生理过程[5]，食用花青苷有关的大多数健康益处归因于这些色素的抗氧化和抗炎特性[6]。同时，因紫胡萝卜中含有的花青苷能在粉红色到红色的范围内变化，为果蔬饮料、果酒、凝胶剂和糖果等提供天然红色素[7]。因此，紫胡萝卜中的花青苷作为食品添加剂有重要的开发利用价值和很好的市场前景。
近年来，紫色胡萝卜通过育种选育已育成各种丰富品种，如肉质根皮层、韧皮部与木质部均为紫色，肉质根皮层和韧皮部为紫色而木质部不为紫色，或只有肉质根皮层为紫色的类型。解析紫胡萝卜花青苷合成的分子机制，进一步研究花青苷合成的相关机理，把握紫胡萝卜花青苷合成的关键基因，能够对胡萝卜在颜色方向上的分子设计育种，尤其是培育新的紫色胡萝卜品种，提供一套新的理论基础和指导。
在先前的研究中，胡萝卜花青苷的成分已在许多实验中得到确认。根据德国学者Glässgen W E首先在印度栽培品种‘黑胡萝卜’的根中研究了花青素，进而鉴定出了不同类型的花青苷[8]。研究表明，紫胡萝卜花青苷主要由矢车菊苷类色素组成，参与矢车菊色苷合成的酶为：苯丙氨酸解氨酶（Phenylalanine ammonialyase, PAL）、肉桂酸4羟化酶（Cinnamate4hydroxylase, CA4H）、4香豆酸:辅酶A连接酶（4coumaric acid: coenzyme A ligase, 4CL）、查尔酮合成酶（Chalcone synthetase, CHS）、查尔酮异构酶（Chalcone isomerase, CHI）、黄烷酮3羟化酶（Flavanone 3hydroxylase, F3H）、类黄酮3′羟化酶（Flavonoid 3hydroxylase, F3′H）、二羟基黄酮醇还原酶（Dihydroxy flavonol reductase, DFR）、花青素合成酶（Anthocyanin synthetase, ANS）、尿苷二磷酸类黄酮糖基转移酶（Uridine diphosphate flavonoid glycosyl transferase, UFGT）。对紫胡萝卜花青苷进行分析后得到两种不酰基化矢车菊苷的结构：矢车菊素3木糖基（葡萄糖基）半乳糖苷、矢车菊素3木糖基半乳糖苷和三种酰基化花青素的结构：矢车菊素3木糖基（芥子酰基葡萄糖基）半乳糖苷、矢车菊素3木糖基（阿魏酰基）半乳糖苷、矢车菊素3木糖基（香豆酰葡萄糖基）半乳糖苷。不同品种紫胡萝卜中，酰基化的花青苷含量占总花青素含量的55%99%，且这些酰基化的花青苷衍生物在长期贮藏过程中比非酰基化的更加稳定。这些紫胡萝卜中的多酚对某些疾病，如不同类型的癌症、糖尿病、心血管疾病和氧化应激具有预防作用。
美国威斯康辛大学胡萝卜育种专家Simon教授在其研究中分析了部分与矢车菊色苷合成相关的结构基因在两个紫色胡萝卜品种和一个橙色胡萝卜品种中的表达差异，发现PAL3、CHS1、LDOX2、F3H和DFR1基因在紫胡萝卜中的表达量很高，而在橙色胡萝卜中表达量却很低[9]，但是他们并未找到所有与矢车菊色苷合成相关的结构基因。徐志胜等基于胡萝卜全基因组和转录组数据库，通过同源比对分析找到了所有和矢车菊色苷合成相关的结构基因，并通过实时荧光定量PCR分析发现许多结构基因在紫色与非紫色胡萝卜肉质根中的表达量之间存在显著差异，推测这可能由于上游转录因子调控造成的[10]。

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