内容介绍桑椹从授粉到成熟一般要经历30到40天。桑椹在发育过程中,颜色会从一开始的绿色变成红色,最后转变为黑紫色。桑椹的色素被用作食品着色剂,其果实也具有良好的药用价值。目前,桑椹被广泛利用,既可被直接食用,也可用于制作果酱、冷冻甜品、冰淇淋和果酒等产品。目前,在植物界中,一些着有红色的花卉、水果和蔬菜是由于花青素的积累和组分的多样化促成,花青素的合成机制也已经被解析。花青素功能多样,包括抗辐射和抗氧化等,甚至还可以可吸引动物进行授粉和种子传播。花青素在等多种植物被分离和提取,在葡萄和蓝莓等果实大量积累,特别在桑椹中的花青素含量高达64.70±0.45 mg g-1(d.m.),几乎是蓝莓的二倍之多。在桑椹中主要的花青素是矢车菊-3-芸香糖苷和矢车菊素-3-葡萄糖苷,然而,对于桑树花青素途径在分子水平的研究还很少。花青素的合成途径可以分为两个部分:上游和下游。上游基因包括苯丙氨酸解氨酶(PAL)、肉桂酸-4-羟化酶(C4H)、4-香豆酸:辅酶A连接酶(4CL)、查尔酮合成酶(CHS)、查尔酮异构酶(CHI)和黄酮3’-羟化酶(F3’H),这些基因负责合成二羟黄酮醇。下游基因包括二羟黄酮醇还原酶(DFR)、花青苷合成酶(ANS)和UDP-葡萄糖:类黄酮3-葡糖基转移酶(UFGT),最终导致花青素的形成。目前,涉及花青素合成途径的基因已在多种物种中被克隆和鉴定,包括花青素合成基因和转录因子。桑椹大部分颜色呈现出紫色,但也有品种为白色,其原因尚不清楚。通过前人的研究,主要有三种情况造成果实中不含花青素或含量较低,一是花青素结构基因的表达受到抑制或缺失,二是控制花青素合成基因表达的转录因子受到抑制,三是缺失负责花青素液泡转运的基因。目前,CHS、CHI、F3H和DFR基因的突变体已被证实。此外,在蛇莓的白果品种中,ANS基因的表达受到下调或被阻断。在洋葱中也发现了类似情况。此外,在葡萄、苹果、中国月桂果和红梨中,花青素合成基因的表达受到了MYB转录因子的调控。本研究的目的是为了探究哪些花青素合成基因和花青素的合成相关。我们克隆了4个花青素合成基因,分别是Ma CHS、Ma F3H、Ma F3’H和Ma DFR,以及本实验室已报道的基因Ma PAL、Ma CHI和Ma ANS基因,检测了它们在白果和红果的不同组织中表达,以探究花青素合成的基因的表达模式。Ma DFR和Ma ANS基因在紫果品种的桑椹中表达量较高。随着桑椹的发育,花青素的含量变化和Ma DFR,Ma ANS和Ma CHS基因的表达量密切相关。雌花的外层在光诱导下转变成红色,主要是由于Ma CHS,Ma DFR和Ma ANS基因的表达量被上调。本研究中所获得的花青素合成基因可能参与控制桑树花青素合成,可以通过上调他们的表达来提高花青素的含量。我们希望能够为今后深入解析桑椹花青素合成的机制和改良桑椹花青素的积累提供依据。