观赏植物花青素合成调控机理及组学技术应用

Abstract：Flower color is animportant phenotypiccharacteristic of ornamental plants，which isof great significance inenhancing theircommercialvalue.Anthocyaninsarethemainsubstances forthepetal pigmentationofornamentalplants， andtheanthocyaninbiosynthesis ismainlyregulatedbytheinternal structural genesand transcription factorsof plants，in addition totheinfluenceof environment.Inrecent years，withthedevelopmentof research technology，thewidespreadapplicationof transcriptomics，metabolomics，and proteomics hasprovidednewmethodsand means for the studyof anthocyaninsynthesismechanism.Basedontheresearchresultsofanthocyaninbiosynthesisregulationinornamentalplantsathome andabroad，wereviewedthestructureofnthocyanins，biosyntheticpathways，keystructuralgenes，transcriptionfactors and the applicationofomics，and elaborated the regulatory mechanismof genes related to anthocyanin biosynthesis.The aim is toprovidetheoreticalreferenceforthemolecularimprovementofflowercolorandthebreedingof novelvarietiesofonamental plants.

Keywords： ornamental plants； anthocyanin biosynthesis；regulation mechanism；omics

观赏植物的花色缤纷艳丽，其特殊表型对整个植株审美价值的提升具有重要意义[1]。花色素是影响花色形成的重要因素，研究发现植物色素的种类主要有类黄酮、生物碱和类胡萝卜素[2]。花青素是自然界存在最普遍、分布最广泛的次生代谢物质，是植物花色形成过程中最常见的一类类黄酮物质。花青素主要以糖昔基化的形式分布在植物的液泡中，是促使植物花瓣、叶片、种子、果实呈现不同颜色的主要色素物质[3]。此外，花青素还是植物应对环境胁迫的重要调控物质，可以减轻植物细胞遭受干旱、紫外线、真菌等外界胁迫造成的损伤[4]

前人对观赏植物呈色机理进行了深入研究，发现花色、叶色等形成受环境因素和自身基因调控，环境因素包括pH值、光照、温度、矿物质含量等[5]，但是观赏植物自身基因的调控作用对花青素合成的种类及含量影响最直接。伴随植物着色过程，一系列相关的结构基因及转录因子编码的关键酶会调控花青素的生物合成，随着科学技术的发展，高通量测序技术为观赏植物花色呈色机制的组学研究提供了新的方法。

基于花青素合成相关的花色调控技术已经得到了广泛的研究和应用，但是有关花青素积累与基因表达之间关系的研究还不够深入，特别是组学技术在该领域的应用还不够成熟、分析不够全面。为了揭示观赏植物花青素呈色机制，本文综述了花青素的结构、生物合成途径以及相关……