观赏植物的花色素苷与花色
花色素苷基因研究进展
１ 花 色 素 苷 基 因 的 种 类
花 的颜 色 主要 由三 大色 素决 定 ， 即类黄 酮 、 萝 胡 卜 及 甜菜 色 素 ， 些 色 素 通 常 是 分 子 量 不 足 ３ ０ 素 这 ０
酶 ； ＨＩ苯基苯 乙烯酮 同功酶 ； ３ 黄烷酮 一３ 羟基 化酶 ； ３ Ｈ： Ｃ ； Ｆ Ｈ： Ｆ’
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蓝色花观赏植物花青苷修饰研究进展
蓝色花观赏植物花青苷修饰研究进展黎敏婕，郝文慧，曹晓云，唐佳仪，王未，张玉瑞，杨鼎铉，杜灵娟（西北农林科技大学风景园林艺术学院，陕西咸阳712100）摘要：花青苷是使植物花朵呈色的重要色素之一，能让植物呈现出红、紫和蓝等多种花色。
蓝色花中色素物质主要由花青素糖基化和酰基化高度修饰后积累形成，因此，花青苷修饰是提高花青素稳定性和形成蓝色花色苷的必须步骤。
归纳了花青苷修饰方式对蓝色花呈色调控的相关文献，总结了蓝色花观赏植物花青苷修饰的相关研究现状。
目前蓝色花青苷相关修饰基因的作用方式仍需进一步解析，从而更深一步探究花青苷修饰基因对蓝色花瓣呈色的影响，为培育蓝色花观赏植物新品种提供分子理论基础。
关键词：花青苷修饰；蓝色花；糖基转移酶；酰基转移酶迄今鉴定出的花青素糖基转移酶有2类，分别属于碳水化合物活性酶糖基转移酶1（carbohydrate-ac-tive enzyme glycosyltransferase 1，GT1）家族和糖苷水解酶1（glycoside hydrolase family 1，GH1）家族。
第一类由UDP 依赖的糖基转移酶进行，在细胞质中发挥作用。
第二类是依赖酰基-葡萄糖的糖苷水解酶，在液泡中发挥作用[10-11]。
这些酶将糖分子转移至受体花青素的特定位置。
花青素3-位糖基化是花青素合成途径中第一个稳定的花色苷，而之后的5，7及3’位糖基化将进一步促进蓝色花的形成。
有研究报道，在菊花（）中引入蝶豆花（）Ct3’5’GT 基因发生3’-和5’-位的糖基化，从而获得了蓝色菊花[12]。
蓝色翠雀（）中DgAA7BG-GT1与DgAA7BG-GT2的缺失会导致无法在7-位的酰基上添加葡萄糖，最终形成粉色的花色表型[13-14]。
在百子莲（）和风铃草（）中也发现了相似功能的AaAA7GT 和CmAA7GT [15-16]。
在GT1家族中，GT 类糖基转移酶主要通过PSPG 基序对糖供体表现出高度特异性。
原花青素、花青素与花色苷
原花青素（OPC）、花青素（VMA）与花色苷区别一：结构不同花青素是自然界中广泛存在于植物中的类黄酮化合物，由苯基丙酸类合成路径和类黄酮合成途径生成。
原花青素是黄烷-3-醇单体及其聚合体缩合而成的聚多酚类化合物，通常由儿茶素和表儿茶素这两类原花青素单体组成。
区别二：存在的物质不同原花青素广泛存在于植物的皮、壳、籽中，比如葡萄籽、苹果皮、松树皮、银杏叶、黑米种皮中；但是近年来，发现黑果枸杞是自然界中原花青素含量最高的植物。
花青素广泛存在于如蓝莓、樱桃、草莓、葡萄、黑豆、紫薯等水果和蔬菜中，其中以紫红色的矢车菊色素，橘红色的天竺葵色素，及蓝紫色的飞燕草色素等三种为自然界常见。
区别三：功效不同虽然花青素与原花青素都有抗氧化去除自由基的作用，但是原花青素抗氧化的作用比花青素要大得多。
OPC具有强大的抗氧化和清除自由基能力和对人体微循环具有特殊改善的双重功效，以高效、高生物利用而著称。
数据表明，原花青素具有很强的清除氧离子的能力,其抑制邻苯三酚自氧化率可高达91.5%。
区别四：颜色不同花青素是一种水溶性色素，是构成花瓣和果实颜色的主要色素之一，可以随着细胞液的酸碱改变颜色。
细胞液呈酸性则偏红，细胞液呈碱性则偏蓝。
除绿色外，花瓣及果实表现出来的颜色都是花青素作用的结果。
影响花青素呈色的因子包括花青素的构造、pH值、共色作用等。
原花青素高度提纯粉末为红棕色。
它根据浸泡溶液的PH值发生变化。
当溶液为酸性时，呈紫色；溶液为碱性时，呈蓝色。
区别五：物质转化原花青素在酸性介质中加热可产生花青素，所以叫“原花青素”。
但是花青素不能转化成原花青素，此过程不能逆转。
花色苷是花青素与糖以糖苷键结合而成的一类化合物。
植物中，花青素多以花色苷的形式存在。
观赏植物花色形成影响因子研究进展
观赏植物花色形成影响因子研究进展[来源：农村信息网]花是观赏植物的主要观赏器官，花的颜色是决定花观赏价值的重要因素之一，在很大程度上决定着花的品质特性。
狭义的花色是指花瓣的颜色；广义是指花器官花萼、雄蕊甚至苞片发育成花瓣的颜色，也就是花叶中发育成花瓣状部分所显示的颜色。
花色的产生是经过授粉者亿万年长期选择的结果，是植物不断进化的表现。
同时，植物花色的形成也受到各种内外因素的影响。
1 花色形成的内在影响因子1.1 花色素的种类及其变化花色与花瓣色素的种类、含量、分布以及花瓣结构有着密切的关系。
花色素的种类非常多，可分成类胡萝卜素、类黄酮和花青素三大类。
类胡萝卜素是胡萝卜素和胡萝卜醇的总称，一般都存在于细胞质内的色素体上，不溶于水，溶于脂肪和类脂中，以结晶或沉淀的形式存在于细胞质的质粒中，又称为质粒色素类。
胡萝卜素的种类取决于其共轭双键的位置，颜色的差异也正是由于这些双键而引起的。
类黄酮为植物次生代谢产物的总称，其化学结构是以2-苯基色酮核为基础的一类物质，分为黄酮、黄酮醇、黄烷酮和花色苷等，呈现出从浅黄至深黄的各种花色。
花青素是2-苯基苯并吡喃镁盐的多羟基衍生物，化学性质与类黄酮相似，可分为花葵素、花翠素和花青素3种。
花色苷即花色素苷，由花色素和糖组成，控制花的粉红、红、蓝、紫和红紫等颜色的表现。
安田齐等认为不同色素种类及其含量的时空组合最终决定花色，但花色与花瓣所含色素的颜色并不完全相同。
曹建军等通过对不同花色的欧洲报春研究表明，欧洲报春群体含有多种花色素，单株也可含有多种花色素。
色素的颜色表现具数量效应，如当花瓣主要含花青苷时，含量低时花色为粉红，含量高时花色由红变深红至黑色。
花色苷类色素通常均一性地溶解于液泡溶液中，其通过吸附、晶化、分子堆积以及自聚4种机制来避开水的攻击，并消除“水合——去水合平衡”，从而稳定存在于细胞液中。
花色苷除大部分完全溶解外，还可分为花色苷体和花色苷液泡包涵体两类颗粒，花色苷体的存在可导致液泡的强烈色彩，而花色苷液泡包涵体的存在可增加液泡色彩的强度并导致“蓝化”。
花卉的颜色形成与色素代谢机制
花卉的颜色形成与色素代谢机制花卉作为自然界中独特的生物，以其千姿百态的色彩迷倒了无数人的眼球。
而花卉的色彩形成与色素代谢机制密不可分。
本文将从花卉颜色的形成原因、色素的种类与功能以及色素代谢机制等方面进行探讨。
一、花卉颜色的形成原因花卉的颜色形成原因多种多样，包括植物遗传因素、环境因素以及某些特殊的生物过程。
其中，最主要的原因是花卉细胞中存在的色素。
二、色素的种类与功能1. 花青素：是一种常见的色素，赋予花朵蓝紫色或紫红色。
其主要功能是吸引传粉媒介，促进花卉繁殖。
花青素可通过调控相关基因表达来控制其合成。
2. 类黄酮：包括黄酮醇、黄酮酸和黄酮苷等多种化合物。
类黄酮可以赋予花朵黄色、橙色、红色或紫色等不同颜色。
同时，类黄酮还具有抗氧化、抗病原菌侵染等重要功能。
3. 喜马拉雅素：一种存在于山菊类植物中的色素，赋予花卉白色或淡黄色。
喜马拉雅素的合成需要多个基因的相互作用，同时也受到温度和光照等环境因素的调控。
三、色素代谢机制色素代谢机制是指花卉细胞中色素的合成、转运和降解等过程。
其中，关键的调控因子包括基因表达水平、信号传导通路以及激素的参与。
1. 基因调控：花卉中的色素合成与基因表达水平密切相关。
一些关键基因的表达调控可影响色素的合成速率和种类。
通过转录因子的介入，基因的表达水平可以被调控。
2. 信号传导通路：花卉细胞内的信号传导通路也参与了色素代谢的调控。
例如，蛋白激酶和激酶级联反应可以传导外界信号，进而调控花卉中色素的合成与分解。
3. 激素参与：激素在花卉色素代谢中扮演着重要角色。
不同的激素对于花卉颜色的形成具有不同的调控作用。
例如，赤霉素可促进花青素的合成，而乙烯则通过抑制类黄酮合成来影响花卉的颜色。
总结：花卉的颜色形成与色素代谢机制息息相关。
花青素、类黄酮和喜马拉雅素等色素的存在赋予了花朵多样的颜色，从而吸引昆虫等传粉媒介。
色素代谢的过程受到基因调控、信号传导通路以及激素参与等多种因素的影响。
基于花青素苷合成和呈色机理的观赏植物花色改良分子育种
基于花青素苷合成和呈色机理的观赏植物花色改良分子育种戴思兰;洪艳【期刊名称】《中国农业科学》【年(卷),期】2016(000)003【摘要】花色是观赏植物最重要的品质性状之一，是植物自然进化过程中最具适应意义的表型性状，也是表观遗传学研究的重要内容。
花青素苷是使花朵呈色的重要色素之一，被子植物中约有80%的科的花朵颜色由花青素苷决定；迄今从自然界分离和鉴定出的花青素苷多达600种，主要由6种花青素苷元衍生而来。
花青素苷合成途径是迄今为止研究得最为清楚的植物次生代谢途径之一，它的合成首先取决于类黄酮代谢途径的生成，花青素苷种类的多样性则源于其不同分支途径的形成，在花青素苷元基本骨架上不同位置取代基的差异形成了多种多样的花青素苷。
在花青素苷生物合成过程中，分支点酶的竞争机制和关键酶的底物特异性使花青素苷的种类及相应的花色表型具有种属特异性。
花青素苷合成后需要转运到液泡中被包裹成色素体，植物细胞中的液泡积累和贮存色素体的能力是影响花青素苷呈色的重要因素，因此，花青素苷在花瓣中的最终呈色还受液泡pH、助色素含量以及金属离子的络合作用等多种细胞内因素的影响。
目前，已经在多种植物中获得了与花青素苷合成及呈色相关的结构基因和调节基因，并解析了其功能，成功获得了一些转基因花卉，但是这些基因调控表达的机制，包括转录水平和转录后水平的调控、DNA 序列本身的差异和 DNA 甲基化修饰的调控机制等仍不清楚，转基因植株花色改良的程度也很有限，对于如何将这些机制应用于花色改良的转基因育种也是一个前沿的课题。
花青素苷对园艺作物器官呈色机制的解析有助于对花朵呈色机制的理解，观赏植物中花色形成机理的研究对于园艺作物器官呈色机制的解析同样具有重要的参考价值。
因此，本文以观赏植物为例，从花青素苷合成分支途径形成的机理、花青素苷生物合成途径的遗传调控机理以及影响花青素苷呈色的主要因素及其遗传调控机理3个方面，对影响植物花朵呈色的机制进行了综述，并对近年来基于花青素苷代谢和呈色机理的花色改良分子设计育种，尤其是国际上广泛关注的蓝色花育种进行了梳理和总结，以期为定向培育具有新奇花色的观赏植物新品种提供参考。
花色苷变色原理
花色苷变色原理花色苷是一种天然存在于花朵中的色素物质，它能够使花朵呈现出丰富多彩的颜色。
花色苷变色的原理是通过调控花瓣细胞中色素的合成与降解过程，使花朵在不同的环境条件下展现出不同的颜色。
首先，花色苷的合成与降解过程是影响花朵颜色的关键因素之一。
花朵中的花色苷是由植物细胞内的酶参与合成的，包括合成花色苷的酶以及分解花色苷的酶。
当花朵在生长发育过程中，合成花色苷的酶活性较高，导致花朵呈现出鲜艳的颜色；而在花朵成熟或受到逆境刺激时，分解花色苷的酶活性增强，花朵颜色逐渐褪色。
其次，花朵的环境条件也会直接影响花色苷变色的效果。
光照是一个重要的环境因素，对花朵颜色的形成和变化有着直接的影响。
不同波长的光线能够被不同类型的花色苷吸收，从而影响花朵的颜色。
例如，蓝色光线会被花色苷完全吸收，使花朵呈现出蓝紫色；而红色光线则会被花色苷所反射，使花朵呈现出红色。
因此，改变花朵所受光线的波长可以调控花色苷的吸收与反射特性，从而使花朵呈现出不同的颜色。
此外，植物内部的营养物质供应也会对花色苷变色起到重要作用。
植物通过根部吸收土壤中的养分，经过植物体内的运输系统输送到花朵中供给其生长所需。
当植物吸收到足够的氮、磷、钾等营养元素时，花朵中的花色苷合成酶活性较高，使花朵呈现出鲜艳的颜色；而当植物缺乏这些养分时，花朵容易出现颜色暗淡或花瓣变形等现象。
最后，温度也是影响花色苷变色的重要因素之一。
不同的花卉品种对温度的敏感程度不尽相同，但总体而言，较低的温度常常会刺激花色苷的合成过程，使花朵呈现出鲜艳的颜色；而较高的温度则可能抑制花色苷的合成，导致花朵颜色变浅甚至褪色。
总结起来，花色苷变色的原理是通过调控花瓣细胞中色素的合成与降解过程、光照、营养物质供应以及温度等因素的作用共同影响花朵的颜色。
在栽培花卉过程中，了解花色苷变色的原理对于培育出丰富多彩的花朵至关重要。
通过适当调节光照、提供足够的养分和保持合适的温度，可以使花朵呈现出更加鲜艳美丽的颜色。
植物花色由哪些色素构成
黑郁金香、黑蔷薇等黑色花品种之所以呈黑色是因为 花瓣的表皮为乳头状，并具有向垂直于花瓣表面的方 向显著伸长的特征，这一特征使其产生自身的阴影， 加上黑色花所含的花青素浓度较别的颜色的花高，这 就使得在人的视觉上就感觉花瓣是黑色的。
3、八仙花的花色由土壤中的酸碱度决定，土壤pH 低，花色呈蓝色，土壤pH高，花色呈粉红色？ 花青素颜色随pH值发生变化，故含花青素的 花颜色极不稳定，遇酸呈红色，遇碱呈蓝色，中 性时则呈紫色。
植物开花生理
1、植物花色由哪些色素构成，以及影响花色的 内外因素。
植物花色色素主要是类黄酮(flavonoids) 和类胡萝卜素(carotenoids)。
类黄酮存在于花瓣表皮细胞液泡中, 花色苷能控制花的粉红、红、蓝、
紫和紫红等颜色, 橙酮(aurone) 和查尔酮(chalcone) 显示花的黄色，统 称为花橙素类色素。
类胡萝卜素是胡萝卜素(carotenes) 和叶黄素(xanthophylls) 的统称,
存在于质体内, 决定花的黄、橙、红等颜色。
A.植物花色表现的内在影响因子
化学因子 ：花色素的存在及其变化 物理学因子:色素在花瓣中的空间分布及其对光的 作用 生理学因子：细胞液PH值，花发育阶段和植物激 素
B.植物花色表现的外在影响因子
生态因子 传粉者 真菌侵染或机械损伤 人为行为 光 光强 光质 光周期
物理因子
温度 水分
化学因子
矿质营养 糖类 其他 如分子氧可促进花色苷降解
2、为何自然界黑色花极少？ 内因——花的颜色都是由花青素表现出来的。花青 素与植物中的铜铁钴钼等不同的金属元素结合后，花 瓣就会表现出不同的颜色。但花青素与任何元素结合 后都不能表现出黑色来。 外因——a.黑色花不鲜艳，不太吸引蜜蜂、蝴蝶等 昆虫。没有昆虫作媒传，花就无法繁衍后代；b.黑色 的花由于能吸收全部的光，花朵容。
花青甙和花青苷
花青甙和花青苷花青甙和花青苷是一种常见的植物化合物，它们属于一类称为花色素的天然色素。
花青甙和花青苷在植物界广泛存在，并且赋予了许多植物鲜艳的色彩。
本文将介绍花青甙和花青苷的定义、分类、特性以及其在植物中的生理功能。
一、花青甙的定义和分类花青甙，又称花青素苷，是一类含有花青素基团和糖基结构的天然产物。
它们通常以苷键连接花青素基团和糖基，形成稳定的结构。
根据花青素基团的结构和糖基的不同，花青甙可以进一步分为苷型、酯型和糖苷型三类。
1. 苷型花青甙：花青素基团与糖基之间是通过苷键连接的。
常见的苷型花青甙有花色苷（anthocyanins）、胡萝卜苷（carotinoids）等。
2. 酯型花青甙：花青素基团与糖基之间是通过酯键连接的。
典型的酯型花青甙是花青素苷酸（anthocyanins acids）。
3. 糖苷型花青甙：花青素基团通过苷键与一个或多个糖基连接的。
例如，葡萄糖苷、鼠李糖苷等。
二、花青苷的定义和分类花青苷是指花青素基团与糖基通过苷键连接的化合物。
与花青甙类似，花青苷也可以根据花青素基团和糖基的不同分为苷型、酯型和糖苷型。
1. 苷型花青苷：花青素基团与糖基之间通过苷键连接。
常见的苷型花青苷有大藤黄苷（rutin）、芦丁（hesperidin）等。
2. 酯型花青苷：花青素基团与糖基之间通过酯键连接。
典型的酯型花青苷是花青素苷酸（anthocyanin acids）。
3. 糖苷型花青苷：花青素基团通过苷键与一个或多个糖基连接。
例如，花青质苷（cyanidin 3-glucoside）。
三、花青甙和花青苷的特性1. 色彩丰富：花青甙和花青苷是植物中赋予花朵、果实等部分鲜艳色彩的主要原因。
它们可以呈现出红色、蓝色、紫色等不同的色调。
2. 抗氧化活性：花青甙和花青苷具有较强的抗氧化能力，可以中和自由基，减轻身体细胞的氧化损伤。
3. 生理活性：花青甙和花青苷在植物中也扮演着重要的生理功能。
例如，它们能够吸引传粉昆虫，参与花粉管的发育和花粉萌发。
为什么花儿能够开出绚丽的五颜六色
为什么花儿能够开出绚丽的五颜六色花具有观赏价值的草本植物，是用来欣赏的植物的统称。
在大自然中，小伙伴们可以看到美丽的花卉五颜六色，那么，大家知道为什么花儿能够开出绚丽的五颜六色吗?下面小编给大家分享关于花儿能够开出五颜六色的原因，我们一起来看一下吧~花儿能够开出五颜六色的原因从分子机制来看，细胞内不同色素的种类和含量及其时空组合决定了花的颜色。
植物花色素主要分为类黄酮、类胡萝卜素和生物碱3大类。
类黄酮包括黄酮、黄酮醇、黄烷酮和花色苷等，让花瓣表现出粉红、红、蓝、紫和紫红色等;类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素，让花瓣表现出橙、黄、红和紫色等;生物碱色素包括甜菜碱、罂粟碱和小檗碱等，让花瓣表现出黄色和橙色。
不同植物物种的基因组不同，决定了体内合成出不同种类、含量和比例的色素分子，所以表现出不同的花色。
温度、水分、矿物质等外部因素变化可以使合成色素分子的种类、含量和比例发生改变，从而表现出花色变化。
色素分子在细胞中可能处于吸附、晶化、分子堆积和自聚等不同状态，也会表现出花色变化。
此外，花瓣表皮细胞的形状也会影响花色，一般认为圆锥形细胞可以增加光线进入细胞的比例、从而使花色加深，扁平形细胞让光线更多地发生反射、从而使花色变浅。
近年来，人们已经通过基因工程育种，人为定向地改良花色。
花青素苷等花色素的生物合成途径得到解析，人们使用转基因技术向开花植物导入外源基因，外源基因在植物体内表达后加强或者抑制植物花色素的合成和代谢，从而调控花色变化。
目前，已实现了对蓝紫色花、黄色花、橙红色花、白色-浅粉色花及花瓣彩斑的分子设计。
花儿需要开出五颜六色的原因从演化历程来看，多姿多彩的花色主要是植物与传粉者长期共存、植物自身保护的自然选择结果。
一方面，昆虫和鸟类等动物取食花蜜时顺带传播了花粉，植物由单纯依靠风和水传粉扩展到依靠昆虫和鸟类传粉。
那么开花植物与动物传粉者之间有什么样的相互影响呢?影响之一可能就是植物花色和动物传粉者体色的协同进化。
观赏花卉花色突变的原因及研究现状
观赏植物花色突变的原因及研究现状龚元旦摘要：本文归纳了引起花色自然突变可能原因；同时，介绍了花色突变机制研究现状，以期为观赏植物花色突变机理研究提供一些理论基础。
关键词：观赏植物；花色；花青素苷；突变花色是决定花朵观赏价值的重要质量指标之一，探究观赏植物花色自然突变原因和机理，利用花色突变体开展花色形成机理研究，对花色改良具有重要意义。
1 引起花色突变的主要原因花色与花瓣所含的色素种类、含量、分布以及花瓣细胞结构都有着密切的关系。
此外，细胞液泡pH、辅助着色物质、金属离子等内在因素也会显著影响花瓣的颜色。
外在因素有温度、光照、土壤、激素等。
类黄酮及类胡萝卜素的生物合成途径已清晰阐明，表明花色表型由花色素基因、花色素量基因、花色素分布基因、助色素基因、易变基因和控制花瓣内部酸度的基因协同表达而实现的，也必须由调节基因控制结构基因的表达强度和模式。
1.1 结构基因突变编码花色合成关键酶的各种结构基因是花青素苷合成遗传调控过程中的直接执行者。
结构基因的重复，以及基因组中存在大量的可移动因子，造成了花色突异的多样性。
花青素苷代谢途径中，CHS、CHI、F3H、DFR、ANS和3GT的编码基因是花青素苷合成所必需的关键基因群。
CHS、F3H、DFR基因都是基因家族成员，这些基因家族一个基因经过重复并进化造成的结果，是丰富花色变异形成的原因之一。
1.2 调节基因调控类黄酮合成中结构基因的差异性表达受控于转录因子，且转录因子能够连接到直接受外界环境条件影响的信号传导途径，因此编码这些转录因子的调节基因对花青素苷的合成，花朵的呈色起十分重要的调控作用。
目前研究较多的调控因子主要是Basic-helix-loop-helix（bHLH）类、R2R3-Myb类和WD40类转录因子，它们在植物种间功能保守，具独特靶基因。
bHLH和Myb常成对起作用，结合在启动子序列相邻的识别位点上，激活结构基因。
WD40类在蛋白质之间的相互作用中起重要作用。
观赏植物的花色素苷与花色
观赏植物的花色素苷与花色花色素苷是一类特殊的化合物，它们可以影响植物的花色。
花色素苷是由花色素苷合成酶和花色素苷酶合成的。
花色素苷的合成受到环境因素和基因因素的影响。
在植物体内，花色素苷的合成是由花色素苷合成酶和花色素苷酶调控的。
花色素苷合成酶是一种酶，它能够将黄酮类化合物转化为花色素苷。
花色素苷酶是一种酶，它能够将花色素苷转化为花色素。
花色素苷在植物体内的合成受到环境因素的影响。
光照是影响花色素苷合成的重要因素。
在光照充足的情况下，花色素苷的合成会增加，而在光照不足的情况下，花色素苷的合成会减少。
此外，气温也会影响花色素苷的合成。
在高温条件下，花色素苷的合成会增加，而在低温条件下，花色素苷的合成会减少。
花色素苷是一类特殊的有机化合物，它们主要存在于植物的花部以及果实，具有鲜艳的色彩。
它们的主要功能是吸引昆虫或鸟类，作为授粉的载体。
例如，被蜜蜂和蝴蝶等昆虫喜爱的花，通常都会分泌丰富的花色素苷。
此外，花色素苷还具有抗氧化作用，能够保护植物免受环境的损伤。
花色的遗传机制非常复杂，需要基因、蛋白质以及环境的协同作用才能得以实现。
除了自然界中的植物，人类也对观赏植物的花色做出了贡献。
人类通过培育和选择，将花色较为鲜艳的植物遗传下来，使得观赏植物的花色日益丰富多彩。
此外，人类也可以通过花色基因的改变来改变植物的花色。
例如，在花卉育种中，人们可以通过转基因技术将某些特定的基因插入到植物体内，从而改变植物的花色。
虽然人类对观赏植物的花色做出了很大的贡献，但是我们也应该注意到，过度的人为干预可能会破坏自然界的平衡，对植物的生长造成不利影响。
因此，我们在改变植物花色时应该谨慎，同时也要保护好自然界中原有的花色多样性。
总之，观赏植物的花色素苷与花色是一个十分有趣的话题，它涉及到了生物学、化学以及人类的干预等多个领域。
我们应该尊重自然界的规律，同时也要利用人类的智慧来丰富和改进观赏植物的花色。
观赏植物的花色基因工程育种
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包 括 花 青 苷 和 黄 酮 、 酮 醇 、 基 苯 乙 烯 ｔｎ ） Ｃ （ 国 豌 豆 Ｆｅｃ ｅｎ， 牵 牛 Ｐ ． 黄 苯 ｕ ｉ ， ＨＩ法 ａ ｒｎｈ ｂａ 矮 ｅ 酮等 。 花 青 苷 使 花 呈 红 、 、 和 红 紫 色 。 其 ｔｎａ ， ３ （ 鱼 草 Ａ ｔｒｉ ｍ， 牵 牛 Ｐ ｔ． 蓝 紫 ｕ ｉ） Ｆ Ｈ 金 ｎｉｈｎ ｒ ｕ 矮 ｅ ｕ
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ｌ ４ 观 赏 植 物 的 花 色 基 因 工 程 育 种
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矮 牵 牛 、 米 、 鱼 草 等 植 物 中 分 离 并 克 隆 了 玉 金
许 多 结 构 基 因 ， 中 从 矮 牵 牛 中分 离 的最 多 。 其 ２ １ 结 构 基 因和 克 隆 该 基 因所 用 的 植 物 ．
ｌ 花卉色素的种类和颜色特点 通 常 花 瓣 中的 色 素 有 ３大 类 ：
然 中 的花 色 多种 多样 ， 是 一 些 重 要 花 卉 的 花 产 生 红 色 、 色 的甜 菜 色 素 ， 产 生 黄 色 的 甜 但 紫 有
色 却 有 限 ， 康 乃 馨 、 金 香 、 瑰 等 缺 乏 兰 色 黄 质 。小 檗 碱 使 小 檗 属 植 物 呈 深 橙 色 。 罂 粟 如 郁 玫 和 紫色 。传 统育 种 有 其 局 限 性 ， 改 变 某 一 性 碱 使 绿 绒 蒿 属 植 物 呈 黄 色 。 在
园艺植物育种学：5 观赏植物主要性状的遗传
4-香豆酸盐 4-Coumarete
柚配质（黄酮 Naringenin
图1 花色素苷合成途径
3 花色遗传受一系列基因的作用和控制
花色素基因、花色素量的基因、花色素的分布基因、助色素基因和控制花瓣内部酸度的基因等；易变基因和基因的转座：常常造成花序或花朵上形成异质条纹、斑块（彩斑）；不同花色杂交的显隐性（质量性状基因、基因互作）一般，带色花显性，白色花隐性；紫色花显性，红色花隐性；蓝色花显性，紫色花隐性。亦有例外。
毛华菊花朵直径大小的遗传变异
（三）增加花径的途径
改进栽培条件；倍性育种；增加花朵重瓣性；定向选择。
二、花重瓣性的遗传
1 重瓣花的形态起源
（一）概念：花朵重瓣性指观赏植物花瓣数量的多少。（二）重瓣花的遗传积累起源 雌雄蕊起源
花序起源重复起源（套筒起源）突变起源台阁起源
木槿
芙蓉
雌雄蕊起源
山茶雌雄蕊起源
观赏植物主要性状的遗传
花色彩斑花径与重瓣性
观赏植物主要性状
花
株型抗性
第一节花的发育
花是观赏植物的主要观赏器官，千奇百怪、万紫千红！植物学：植物的完全花是由花萼、花瓣、雄蕊、雌蕊等四轮构成的生殖器官。植物生理学：成年植物花的诱导需要一定的光、温周期，如二年生花卉大多需要经过低温的春化作用才能开花，多数菊花需要短日照处理才能开花。
仙客来
裂叶牵牛
百合
虞美人(罂粟科罂粟属)的美丽花边
花肋：沿中脉方向具放射性彩色条纹
紫脉吊钟
（二）不规则彩斑的遗传
花嵌合体、彩斑
叶部彩斑（“花叶”），变色叶
果实彩斑
2遗传机制
1常见类型
核内
核外
观赏植物花色的分子设计
关 键词
观 赏植物 ， 色， 因工程， 花 基 分子 设计
Ｆ ｏ ｒ ｌｒ ｅ ｄ ｎ ｙＭ ｏ ｅ ｕ ａ ｓｇ ｎ ｍ ｅ ｔ ｌ ｌ ｗｅ ｏ ｅ ｉ ｇｂ ｌ ｃ ｌｒ Ｃｏ Ｂｒ Ｄｅ ｉ ｎｉ Ｏｒ ａ ｎ ａ ｓ ｎ
Ｈａ ｎＫｅｉ ＨｕＫｅ Ｄａ ｉａ ｔｎｇ ｉＳ ｌ ｎ‘ Ｃｏｌ ｅｏ Ｌ ｎ ｓａｅＡ ｃ ｉ ｃ ｒ， ｅ ｉｇ ｏｅｔ ｉｅｓｔ， ｔ ｎ ｌ ｎｉｅｒ ｇ ｓａｃ ｎｅ ｒ ｌｒ ｕｔｒ， ｅ ｉｇ １０ ８ ｌｇ ｆ ａｄｃｐ ｒｈｔ ｔ ｅＢ ｉｎ ｒｓｙＵｎｖ ｒ ｙＮａｉ ａ ｇｎｅｉ ｅｒｈＣｅｔ ｆ ｏｉ ｌ ｅ Ｂ ｉｎ ， ０ ０ ３ ｅ ｅｕ ｊ Ｆ ｒ ｉ ｏ Ｅ ｎ Ｒｅ ｒｏＦ ｃ ｕ ｊ
专 题 评 述
Ｉ ｖ ｔ ｄＲｅ ｉ ｗ ｎ ｉｅ ｖ ｅ
观 赏植 物花 色 的分子 设 计
韩 科厅 胡可 戴思 兰 ’ ‘
北 京林业大 学园林学院， 国家花卉工程技术研究中心， 北京， ０ ０ ３ １０ ８
通讯作者． ｉｎ ａ ｉ ． ｍ ｃ ｓａ ｄｉ ｎ ｔ ． ｌ ＠ｓ ａ ｏ ａ
Ｃ ｒ ｓｏ ｄｎ ｔ ｒ ｓａｄ ｉ ｉ ． ｍ ｃ ｏ ｅ ｎ ｉ ａ ｈ ， ｉｎ ａ ｎ ｔ ． ｒｐ ｇ ｕ ｏ ｌ ＠ｓ ａ ｏ ｎ
Ａｂｓｒ ｃ Ｆｌ ｗｅ ｏｌｒｉ ｎ ｆｔ ｅ ｍｏ ｔｉ ｔａ ｔ ｏ ｒｃ ｏ ｓｏ ｅ ｏ ｓ ｍｐｏ ｔ ｎ ｒ ａ ｅ ａ ｈａ ａ ｔｒｓ ｃ ． ｏ ｉ ｃ ｔｏ ｏｆｆｏ ｒｃ ｏｒｂｙ ｈ ｒａ ｔｏ ｎ ｍ ｎｔｌｃ ｒ ｃ ｅ ｉｔ ｓ Ｍ ｄ ｆ ａｉ ｎ ｗｅ ｏｌ ｉ ｉ ｌ
摘
要
花 色 是观赏 植物 最重 要 的观赏 性状 之一 ， 因工程 改 良花色 是一 条重 要 的育种 途径 之 一 。 赏植 物 基 观
四种观赏植物花青苷分析及其花色形成机制
四种观赏植物花青苷分析及其花色形成机制花色是观赏植物重要的观赏性状之一,扩大花色变异和选育新奇花色品种一直是花卉育种家的努力目标。
花色素的研究是花色改良的基础,花色与花色素关系的阐明使花色育种工作更具有方向性。
然而,自然界花色多样性、花色素结构复杂性以及二者之间存在密切的关系,使得观赏植物的花青苷成分分析及其花色形成机制的研究具有一定的难度,为观赏植物的花色定向改良提出的切实可行方案也不鲜见。
为了探讨观赏植物花色形成机制的一些共性问题或者一般规律,本文选取了几种代表性植物类群—丁香(Syringa spp.)、贴梗海棠(Chaenomeles speciosa)、早开堇菜(V. yedoensis)、紫花地丁(V. prionantha)和圆叶牵牛(Ipomoea purpurea)(丁香和贴梗海棠为木本灌木类,堇菜为草本地被类,圆叶牵牛为草本藤本类)为研究对象,采用国际通用的CIEL*a*b*表色系统、高效液相色谱-质谱联用技术(HPLC-DAD-ESI/MS)及多元线性逐步回归分析方法,系统地开展了不同结构修饰的花青苷成分分析鉴定及其花色形成化学机制研究。
在探明几种代表性植物类群的花色形成化学机制的基础上,对观赏花卉的色素结构与花色的关系的一般规律进行总结。
此外,推定了丁香的花青苷代谢途径,对至今稀有的红色丁香育种提出了具体的思路,并推及其他观赏植物的蓝色系及红色系花卉的育种策略。
主要结果如下:1.花青苷分析方法的建立和优化通过筛选流动相体系,调节洗脱梯度、温度、流速等参数,建立了一套微量、快速、高效、定性、定量分析早开堇菜和紫花地丁花青苷成分的HPLC方法。
线性(R = 0.9997)及精密度(RSD < 3.67%)实验证明HPLC方法稳定,可靠。
2.花青苷成分的多样性利用HPLC-DAD/ESI-MS技术,在四种观赏植物中共分析鉴定出29种结构多样的花青苷成分,包括多种花青苷元、糖苷化及酰基化的花青苷。
[花色苷和花青素]花色苷酶：花色苷酶
![[花色苷和花青素]花色苷酶：花色苷酶](https://img.taocdn.com/s3/m/9e345d334a35eefdc8d376eeaeaad1f3469311ad.png)
[花色苷和花青素]花色苷酶：花色苷酶篇一: 花色苷酶：花色苷酶-花色苷酶花色苷_花色苷酶-花色苷酶，又称花色素，是自然界一类广泛存在于植物中的水溶性天然色素，属黄酮类化合物，也是植物花瓣中的主要呈色物质，水果、蔬菜、花卉等颜色大部分与之有关。
是一种水溶性色素，可以随着细胞液的酸碱改变颜色。
细胞液呈酸性则偏红，细胞液呈碱性则偏蓝。
花青素是构成花瓣和果实颜色的主要色素之一。
花青素为植物二级代谢产物，在生理上扮演重要的角色。
花瓣和果实的颜色可吸引动物进行授粉和种子传播。
常见于花、果实的组织中及茎叶的表皮细胞与下表皮层。
部分果实以颜色深浅决定果实市场价格。
在紫色蔬菜内也有。
花青素的功效与作用_花青素-简单介绍含有花青素的水果花青素，又叫花色素，是自然界1类广泛存在于植物中的水溶性天然色素，属黄酮类化合物。
也是植物花瓣中的主要呈色物质，水果、蔬菜、花卉等颜色大部分与之有关。
在植物细胞液泡不同的pH值条件下，使花瓣呈现五彩缤纷的颜色。
在酸性条件下呈红色，其颜色的深浅与花青素的含量呈正相关性，可用分光光度计快速测定，在碱性条件下呈蓝色。
花青素的颜色受许多因子的影响，低温、缺氧和缺磷等不良环境也会促进花青素的形成和积累。
[］花青素是1种水溶性色素，可以随着细胞液的酸碱改变颜色。
细胞液呈酸性则偏红，细胞液呈碱性则偏蓝。
花青素是构成花瓣和果实颜色的主要色素之一。
花青素为植物二级代谢产物，在生理上扮演重要的角色。
花瓣和果实的颜色可吸引动物进行授粉和种子传播。
常见于花、果实的组织中及茎叶的表皮细胞与下表皮层。
花青素是1种强有力的抗氧化剂，能够保护人体免受自由基的有害物质的损伤，花青素还能够增强血管弹性，改善循环系统和增进皮肤的光滑度，抑制炎症和过敏，改善关节的柔韧性。
食品工业上所用的色素多为合成色素，几乎都有不同程度的毒性，长期使用会危害人的健康。
花青素的功效与作用_花青素-发现含有花青素的水果1928年，匈牙利科学家阿尔伯特在柑橘类的水果中发现了维生素C，并因此获得诺贝尔奖，他被世人尊称为维生素C之父。
植物花色由哪些色素构成
B.植物花色表现的外在影响因子
生态因子 传粉者 真菌侵染或机械损伤 人为行为 光 光强 光质 光周期
物理因子
温度 水分
化学因子
Hale Waihona Puke 矿质营养 糖类 其他 如分子氧可促进花色苷降解
2、为何自然界黑色花极少？ 内因——花的颜色都是由花青素表现出来的。花青 素与植物中的铜铁钴钼等不同的金属元素结合后，花 瓣就会表现出不同的颜色。但花青素与任何元素结合 后都不能表现出黑色来。 外因——a.黑色花不鲜艳，不太吸引蜜蜂、蝴蝶等 昆虫。没有昆虫作媒传，花就无法繁衍后代；b.黑色 的花由于能吸收全部的光，花朵容易受到伤害。通过 长久的自然选择，黑色花品种就变得特别稀少了。
植物开花生理
1、植物花色由哪些色素构成，以及影响花色的 内外因素。
植物花色色素主要是类黄酮(flavonoids) 和类胡萝卜素(carotenoids)。
类黄酮存在于花瓣表皮细胞液泡中, 花色苷能控制花的粉红、红、蓝、
紫和紫红等颜色, 橙酮(aurone) 和查尔酮(chalcone) 显示花的黄色，统 称为花橙素类色素。
黑郁金香、黑蔷薇等黑色花品种之所以呈黑色是因为 花瓣的表皮为乳头状，并具有向垂直于花瓣表面的方 向显著伸长的特征，这一特征使其产生自身的阴影， 加上黑色花所含的花青素浓度较别的颜色的花高，这 就使得在人的视觉上就感觉花瓣是黑色的。
3、八仙花的花色由土壤中的酸碱度决定，土壤pH 低，花色呈蓝色，土壤pH高，花色呈粉红色？ 花青素颜色随pH值发生变化，故含花青素的 花颜色极不稳定，遇酸呈红色，遇碱呈蓝色，中 性时则呈紫色。
紫甘薯花青素在不同pH值下颜色变化
谢谢观赏
类胡萝卜素是胡萝卜素(carotenes) 和叶黄素(xanthophylls) 的统称,
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第38卷第3期2002年5月林业科学SCIE NTI A SI LVAE SI NIC AE V ol 138,No 13May ,2002观赏植物的花色素苷与花色于晓南 张启翔(北京林业大学园林学院 北京100083)摘 要: 花色素苷是影响植物色彩表达的主要因素之一。
本文概述了花色素苷的生物合成途径及基因克隆;评述了影响花色表现的因素,包括花色素的种类、结构、环境pH 值、共色作用、金属离子络合等;并介绍了花色基因工程的进展,为研究花色素苷的代谢和创新花色提供了广阔的前景。
关键词: 花色素苷,生物合成,基因工程,花色收稿日期:2000202228。
ANTH OCYANIN IN ORNAMENTA L P LANT AN D COLOR EXPRESSY u X iaonan Zhang Qixiang(The College o f Landscape Architecture ,Beijing Forestry Univer sity Beijing 100083)Abstract : The pathway and genes of anthocyanin biosynthesis in ornamental plants were discussed in this paper.Factors affecting pigmentation included anthocyanin structures ,pH value in cell sap of petals ,co 2pigmentation ,metal chelates ,the shape of epidermal cells ,and so on.M odification of flower color using genetic engineering was also summarized.It was suggested that new flower color could be created by regulating those factors that affected pigment and probing anthocyanin biosynthetic genes.K ey w ords : Anthocyanin ,Biosynthetic pathway ,G enetic engineering ,Flower color expression花色素苷和其它黄酮类色素是植物中一大类次生代谢产物,它们可以使植物的花、叶、果、茎产生丰富的色彩,另外还在昆虫传粉、生长素运输、保护叶片免受紫外线伤害、抑制病虫害和根瘤诱导等方面有很重要的作用(F orkmann ,1991)。
花色素苷存在于细胞液泡中,以糖苷的形式存在,具有吸光性而表现出粉色、紫色、红色及蓝色等。
对于这些色素的生物合成与代谢途径,生物化学家已进行了较为细致的研究(Chen et al .,1981;G riesbach ,1983)。
1 花色素苷及其生物合成1.1 花色素概述花色素一词最早由Marquart (1835)提出,用来描述花卉中一种水溶性的色素。
15a 后,M orot (1849)成功地分析出矢车菊的蓝色色素是由C 、H 、O 3种元素组成的(Jayaram et al .,1990)。
对这类色素详细的化学分析始于19世纪末和20世纪初,有许多相关报道(East et al .,1911;Wheldale ,1911)。
Wheldale (1911)首次描述金鱼草(Anthirrhinum )花色素分子的基因特征。
到20世纪30年代就已证明,所有的类黄酮都是由一个C62C32C6的基本骨架组成的,即两个芳香环和一个含氧杂环,并根据中间吡喃环的氧化程度不同,可将类黄酮分为12类,即查尔酮(chalcones )、橙酮(aurones )、黄酮(flav ones )、黄酮醇(fla 2v onols )、黄烷酮(flavanones )、二氢查尔酮(dihydrochalcones )、儿茶精类(catechins )、黄烷23242醇(flavan 23242dilos )、双类黄酮(biflav onoids )、异构类黄酮(is oflav onoids )、原花色素(proanthcyanidins )和花色素苷(anthcya 2nins )(Madhuri ,1999)。
自然界广泛分布的花色素以天竺葵色素(pelarg onidin )、矢车菊色素(cyanidin )及翠雀素(delphinidin )为主,由此再衍生出其它3种花色素,如芍药花色素(peonidin )是由矢车菊素甲基化形成的;矮牵牛花色素(petunidin )及锦葵色素(mavlvidin )则由翠雀素不同程度的甲基化而来的(Martin et al .,1993;K ondo et al .,1992)。
天竺葵色素呈现砖红色;矢车菊素及芍药花色素表现为紫红色;而翠雀素、矮牵牛色素及锦转载葵色素表现蓝紫色系(Mazza et al .,1993;Strack et al .,1989)。
由于花色素的吡喃环上的氧是4价的,具有碱性特征,而本身的酚羟基又呈现酸性,所以酸、碱都可以与它作用形成盐。
花色素的结构如图1所示。
图1 3种常见的花色素结构及其甲基衍生物Fig.1 S tructure of the three comm on anthocyanidins and their methylatedderivatives芍药色素R =H 矮牵牛色素R =OH 锦葵色素R =OM e天竺葵色素R =R ′=H 矢车菊色素R =OH ,R ′=H 翠雀素R =R ′=OH 112 花色素苷的生物合成对于花色素苷的生物合成途径的研究已十分详尽,有很多文献报道(F orkmann ,1991;Jayaram ,1999)。
其中3种植物在研究合成途径和基因分离中起至关重要的作用,即玉米(Zay mays ),金鱼草和矮牵牛(Petunia )。
花色素苷的生物合成前体是丙二酸单酰C oA 和对香豆酰C oA (p 2coumaroyl 2C oA ),二者在查尔酮合成酶(chalcone synsathase ,CHS )的催化下形成黄色的查尔酮(chalcone );它可以自发缓慢地异构化,形成无色的黄烷酮(flavanone ),也可以在查尔酮2黄烷酮异构酶(chalcone 2flavanone is omerase ,CHI )的催化下加速完成;在黄烷酮羟基化酶(flavanone 232hydroxylase ,F3H )的催化下,形成香橙素(dihydrokaem ferol ,DHK ),还可以在F3′H 的催化下形成双氢槲皮素(dihydroquercetin ,DH Q ),或在F3′5′H 的催化下形成双氢杨梅树皮素(dihydromyricetin ,DH M )。
这些无色的双氢黄酮醇(dihydrofla 2v onol )在双氢黄酮醇还原酶(dihydroflav onol 42reductase ,DFR )的催化下会进一步还原成无色花色素(leu 2coanthocyanidin );它经过1～2步的转化形成有色花色素(anthocyanidin ),然后糖基化形成花色素苷(antho 2cyanin ),这步是由UDP 2葡糖类黄酮232氧2葡糖基转移酶(UDP glucose flav onoid 32oxy 2glucosyl trans ferase ,UF3G T )完成的(C zygan ,1980;Hug o et al .,1991;H olton et al .,1995)。
2 影响花色素苷表现的因素211 花色素苷的结构以花色素苷为主要色素的花色从橙色到红、紫、蓝、黑色,显现出十分广泛的色系,这在很大程度上是由于花色素苷化学结构上的微小差别,或者化学结构虽然相同,但由于溶液的物理或化学条件不同也会产生色调的变化。
花色素苷所带的羟基数、羟基甲基化的程度、糖基化的数目、种类与连接位置及与糖基相连的脂肪酸或芳香族酸的种类和数目等因素,都会影响到花色的表达(表1)(Mazza et al .,1993)。
表1 花色素苷的取代作用①T ab.1 Substitution of anthocyanin取代作用取代基取代形式经常发生取代的位置极少发生取代的位置Substitution Substituted group Substitution formC omm on occurring position Rare occurring position 羟化作用Hydroxylation 2OH m ono 2,di 2,tri 2C 23′C 24′C 25′C 26糖化作用G lycosylation 葡糖(G lucose ),半乳糖(G alac 2tose ),鼠李糖(Rhmnose ),阿拉伯糖(Arabinose ),木糖(X ylose )m ono 2,di 2,or m ore 32m onosides 32biosides 3,52diglucosides3,72diglucosides C 23′C 24′C 25′酰化作用Acylation 香豆酸(p 2coumaric acid ),3,42二羟肉桂酸(caffeic acid ),42羟232甲氧2肉桂酸(ferulic acid ),芥子酸(sinapic acid ),羟基甲苯酸(p 2hydroxybenz oic acid ),丙二酸(mal 2onic acid ),草酸(oxalic acid ),苹果酸(malic acid ),丁二酸(succin 2ic acid ),醋酸(acetic acid )m on o 2,di 2(ternatins 、platyconin 、cinerins 、gentiodelphin 、ze 2brinin ),or m ore 32m onosides 32biosides 3,52diglucosides 3,72diglucosides C 23′C 24′C 25′甲基化作用M ethylation 2CH 3m ono 2,di 2C 23′C 25′C 25C 27①取代作用愈多,颜色愈深。
The substituted m ore ,the color darker.841林业科学38卷 212 细胞pH 值对花色的影响在植物液泡中,花色素苷以阳离子的形式存在。