【摘 要】
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海岛罗汉松（Podocarpus costalis）嫩叶颜色鲜艳,常见为红色、粉色等,这是众多罗汉松属植物少有的彩叶现象。为了探究海岛罗汉松嫩叶叶色变化过程及分子机制,本研究以不同生长阶段的海岛罗汉松嫩叶为材料,通过徒手切片观察色素呈色部位,测定嫩叶表型及各种色素含量,通过RNA-Seq对嫩叶的转录组进行分析,利用q RTPCR技术筛选合适的内参基因,探究花青素和叶绿素合成相关基因的表达模式,并对
【基金项目】
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“十三五”国家重点研发计划项目（2017YFD0600706）；
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海岛罗汉松（Podocarpus costalis）嫩叶颜色鲜艳,常见为红色、粉色等,这是众多罗汉松属植物少有的彩叶现象。为了探究海岛罗汉松嫩叶叶色变化过程及分子机制,本研究以不同生长阶段的海岛罗汉松嫩叶为材料,通过徒手切片观察色素呈色部位,测定嫩叶表型及各种色素含量,通过RNA-Seq对嫩叶的转录组进行分析,利用q RTPCR技术筛选合适的内参基因,探究花青素和叶绿素合成相关基因的表达模式,并对色素和基因之间的相关性进行分析,为挖掘花青素生物合成途径相关基因的功能奠定基础。主要研究结果如下:（1）海岛罗汉松嫩叶的叶脉和表皮细胞呈绿色,部分叶肉细胞呈红色。L*值呈先下降后上升趋势,a*值呈先上升再下降趋势,b*值呈持续上升趋势,而C*值则是先上升后下降最后再上升的趋势。叶绿素a、叶绿色b和总叶绿素含量整体呈明显的上升趋势;类胡萝卜素含量较少,变化趋势不明显;总黄酮含量较多,呈上升趋势。（2）海岛罗汉松嫩叶中检测到4种主要的花青素苷组分:飞燕草素3-O-葡萄糖苷、矢车菊素3-O-葡萄糖苷、矮牵牛素3-O-葡萄糖苷、矢车菊素3-O-芸香糖苷。4种花青素苷的含量变化趋势均呈现先上升后下降趋势,其中矢车菊素3-O-葡萄糖苷含量最高且呈红色,与叶色表型a*值变化趋势一致。推测矢车菊素3-O-葡萄糖苷是海岛罗汉松嫩叶的主要呈色物质。（3）通过转录组测序,共得到52 189个Unigene。对比各阶段嫩叶组织中基因的表达量,发现了1 376个差异表达基因。其中,33个差异表达基因涉及花青素生物合成途径,13个差异表达基因涉及卟啉和叶绿素代谢途径。（4）对12个候选内参基因的表达水平进行分析,结果发现UBCE和e IF是最为稳定的内参基因,而UGP3稳定性较差。（5）花青素生物合成相关基因中,CHS、CHI、F3’5’H、DFR、ANS、MT基因的表达水平呈先上升后下降趋势,与花青素苷含量积累规律保持一致。叶绿素生物合成相关基因中,HEMA、CHLI、CHLD、DVR、PROA基因的表达量呈上升趋势,与叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量变化趋势保持一致。推测嫩叶由红转绿的主要原因可能是:花青素生物合成相关基因的表达量降低导致花青素苷含量减少,叶绿素生物合成相关基因的表达量增加导致叶绿素含量增加。
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