首页分享花色基因工程1

花色基因工程1

来源：花匠小妙招时间：2025-07-21 14:04

花色基因工程1
苯丙烷途径
木质素
P-香豆酰辅酶A
苯丙氨酸
三个丙二酰-CoA
4 ,2’,4’，6’-四羟基查耳酮
金鱼草6-O-葡萄糖苷
3 - 脱氧花色苷
柚皮素
黄酮类化合物
二氢山萘酚
二氢五羟黄酮花色基因工程1
苯丙烷途径
木质素
P-香豆酰辅酶A
苯丙氨酸
三个丙二酰-CoA
4 ,2’,4’，6’-四羟基查耳酮
金鱼草6-O-葡萄糖苷
3 - 脱氧花色苷
柚皮素
黄酮类化合物
二氢山萘酚
二氢五羟黄酮
二氢杨梅素
黄酮醇类
矢车菊素
天竺葵素
翠雀素糖苷
花青素
花色苷（花色素）
黄酮类色素合成途径
CHS
C4’GT ,AS
CHI
F3H
FNS
GT,ANS,FNR
F3'H
CF3'5'H
FLS
DFR
DFR
DFR
ANS
ANS
ANS
GT,MT,AT
二、基因工程技术修改黄酮类色素合成途径的方法改变花颜色
调控内源黄酮类色素表达水平
调控花色的方法就是通过抑制色素生物合
成酶，减少内源色素合成。
查尔酮合成酶（CHS）是黄酮类合成时所需的中间产物，所以主要是通过抑制查尔酮合成酶基因表达从而达到目标。
首先明确决定花花色素的代谢途径中催化各反应步骤的酶（查尔酮合成酶），克隆编码查尔酮合成酶（CHS）的基因，反向转入到目的植株中，外源DNA转录产物与内源的互补mRNA结合，而抑制目的植株中这些生化物质的合成。
反义技术
利用反义手段构建查尔酮合成酶表达载体，并通过农杆菌介导法导入粉红色菊花品种中，结果得到了全白色或淡粉色花。
共抑制法
紧接着，共抑制方法也被证明在花色改良上是有效的。
共抑制法是指在植物体内导入内源基因的额外拷贝，抑制该内源基因转录产物mRNA的积累，从而抑制该内源基因的表达。
反义和共抑制方法目前应用的较少
利用共抑制作用已获得多种新花色的花卉，如红色玫瑰变粉红，粉红色香石竹变成浅粉，紫色矮牵牛花变成白色等。
RNA 干扰技术（RNAi）
由于近年来出现现了更有效RNA 干扰方法。
RNA干涉(RNA interference,简称RNAi)
是指一些小的双链RNA(double strand RNA, dsRNA)可以高效、特异的阻断体内特定基因表达,促使mRNA降解,诱使细胞表现出特定基因缺失的表型。
RNAi是一种高效的特异性强的基因阻断技术。可以快速分析靶基因的功能，近年来发展迅速,已成为功能基因组研究和反向遗传学研究的有力工具。
外源性基因随机整合到宿主细胞基因组内,经过特殊的操作，产生一些dsRNA（特殊的双链RNA）。胞质中的核酸内切酶Dicer将这些dsRNA切割成多个具有特定长度和结构的短双链RNA(大约21~25 bp),即siRNA。
siRNA与体内一些酶结合形成RNA诱导的沉默复合物(RISC)。
RNA诱导的沉默复合物经过解旋具有活性，然后与查尔酮合成酶基因转录的mRNA的同源区进行特异性结合,具有活性的RNA诱导的沉默复合物具有核酸酶的功能,在结合部位切割mRNA, 被切割后的断裂mRNA随即降解。
RNAi作用机制
浅红香石竹
粉红香石竹
白色矮牵牛
三、表达外源黄酮类色素
黄酮类化合物含量在不同花卉品种上差异很大。一些植物能产生某种花青素，而其他品种却不能。因此，一种比较有希望的方法就是通过转基因方法将外源目的基因导入目标植物。
首先是在矮牵牛上导入玉米相关基因导致花色的改变
在蓝花设计上，
蓝花植物的花色素主要是翠雀素糖苷。翠雀素是无色的。但是是通过催化翠雀素（二氢黄酮醇）B环3‘和5’位置的基团的羟化可以形成翠雀素糖苷，但多数花缺乏都缺乏黄酮类3‘5’羟化酶 (F3′5′H)。
2004年，三得利公司让玫瑰具备了制造“翠雀花素”的能力。
染出来的蓝玫瑰——“蓝色妖姬”
日本公司培植出的世界上第一株蓝玫瑰
普通香石竹
转后香石竹
导入外源DFR （二氢黄酮醇4 - 还原酶）和F3′5′H 基因，无色的二氢杨梅素(翠雀素) 变为蓝色的翠雀素糖苷。
DFR是在不同花色素代谢途径中对花色素的最终形成起决定性作用的酶。但是不同物种的DFR对底物的选择性不同，所以合成不同的花色素，呈现的花色各异
应用基因工程技术改良出自然界中不存在的花色
菊花
玫瑰
矮牵牛
生物合成基因的多重表达调控是必不可少的，在许多物种上已经得到广泛应用。在蓝眼菊上，通过RNAi抑制F3′H 并且导入非洲菊DFR 基因，结果导致天竺葵色素积累。
多基因调控
应用该种方法在夏瑾和矮牵牛上多基
因表达调控已产生各种目的花色。
四、其他黄酮类物质在花色基因改良上的应用
夏瑾花通常是