Page 168 - 《广西植物》2025年第7期
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１ ３ ６ ０ 广 西 植 物 ４５ 卷
( １. Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｔｒｏｐｉｃａｌ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ ａｎｄ Ｆｏｒｅｓｔｒｙꎬ Ｈａｉｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｄａｎｚｈｏｕ ５７１７３７ꎬ Ｈａｉｎａｎꎬ Ｃｈｉｎａꎻ ２. Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｃｒｏｐ Ｇｅｎｅ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ
ａｎｄ Ｇｅｒｍｐｌａｓｍ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ ｉｎ Ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｃｈｉｎａꎬ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ ａｎｄ Ｒｕｒａｌ Ａｆｆａｉｒｓꎬ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｔｒｏｐｉｃａｌ Ｃｒｏｐｓ Ｇｅｒｍｐｌａｓｍ
Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｇｅｎｅｔｉｃ Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ａｎｄ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ｏｆ Ｈａｉｎａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅꎬ Ｔｈｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｔｒｏｐｉｃａｌ Ｏｒｎａｍｅｎｔａｌ
Ｐｌａｎｔ Ｇｅｒｍｐｌａｓｍ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎꎬ Ｔｒｏｐｉｃａｌ Ｃｒｏｐｓ Ｇｅｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅꎬ Ｃｈｉｎｅｓｅ
Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｔｒｏｐｉｃａｌ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓꎬ Ｈａｉｋｏｕ ５７１１０１ꎬ Ｃｈｉｎａ )
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓ ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｆｌｏｒａｌ ｐｉｇｍｅｎｔｓ ｉｎ Ｐｈａｌａｅｎｏｐｓｉｓ￣ｔｙｐｅ Ｄｅｎｄｒｏｂｉｕｍ ｈｙｂｒｉｄｓ (Ｄｅｎ￣Ｐｈａｌｓ). Ｉｎ
ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｅｘｐｌｏｒｅ ｔｈｅ ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓ ｉｎ Ｄｅｎ￣Ｐｈａｌｓ ｆｌｏｗｅｒｓ ｔｗｏ ｋｅｙ ｓｙｎｔｈａｓｅ ｇｅｎｅｓ ＤｈＬＣＹＢ ａｎｄ ＤｈＬＣＹＥ ｏｎ ｔｈｅ
ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ ｂｒａｎｃｈ ｏｆ ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｐａｔｈｗａｙ ｗｅｒｅ ｃｌｏｎｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｆｌｏｗｅｒ ｂｕｄｓ ｏｆ Ｄｅｎ￣Ｐｈａｌｓ ｃｕｌｔｉｖａｒ Ｄｅｎｄｒｏｂｉｕｍ
‘Ｔｈｏｎｇｃｈａｉ Ｇｏｌｄ’ꎬ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄꎬ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｔａｇｅｓ ｏｆ ｆｌｏｗｅｒ
ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｉｎ Ｄｅｎ￣Ｐｈａｌｓ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｌｏｗｅｒ ｃｏｌｏｒｓ ｗｅｒｅ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｕｓｉｎｇ ＲＴ￣ｑＰＣＲꎬ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｔｈｅ
ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄꎬ ｗｈｉｃｈ ｗｅｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔａｒｇｅｔｅｄ ｍｅｔａｂｏｌｏｍｉｃｓ ａｓｓａｙ. Ｔｈｅ
ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ: (１) Ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｓ ｏｆ ＤｈＬＣＹＢ ａｎｄ ＤｈＬＣＹＥ ｇｅｎｅｓ ｗｅｒｅ ｃｌｏｎｅｄ. Ｔｈｅｉｒ ａｍｉｎｏ ａｃｉｄ ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ ｓｈｏｗｅｄ
ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ ｈｏｍｏｌｏｇｙ ｔｏ ｔｈｏｓｅ ｏｆ ｓｐｅｃｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｇｅｎｕｓꎬ Ｄ. ｃａｎｄｉｄｕｍ ａｎｄ Ｄ. ｃｈｒｙｓｏｔｏｘｕｍꎬ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ
ｈｏｍｏｌｏｇｙ. Ａｓ ｔｗｏ ｌｙｃｏｐｅｎｅ ｃｙｃｌａｓｅ ｅｎｚｙｍｅｓꎬ ＤｈＬＣＹＢ ａｎｄ ＤｈＬＣＹＥ ｓｈｏｗｅｄ ｈｉｇｈｌｙ ｓｉｍｉｌａｒ ｉｎ ｐｒｏｔｅｉｎ ３Ｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ. (２)
ＤｈＬＣＹＢ ａｎｄ ＤｈＬＣＹＥ ｈａｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｔａｇｅｓ ｏｆ ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ ｉｎ Ｄｅｎ￣Ｐｈａｌｓ. ＤｈＬＣＹＥ ｈａｄ
ａ ｈｉｇｈｅｒ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｌｅｖｅｌ ｉｎ ｙｅｌｌｏｗ ｆｌｏｗｅｒｓ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｉｎ ｐｕｒｐｌｅ￣ｒｅｄ ｆｌｏｗｅｒｓꎬ ａｎｄ ｗａｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｐｏｓｉｔｉｖｅｌｙ ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ ｗｉｔｈ
ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｌｕｔｅｉｎ ａｎｄ α￣ｃａｒｏｔｅｎｅꎻ ｔｈｅｒｅ ｗａｓ ｎｏ ｒｅｇｕｌａｒ ｐａｔｔｅｒｎ ｉｎ ｔｈｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ ＤｈＬＣＹＢ ｉｎ ｖａｒｉｏｕｓ ｃｕｌｔｉｖａｒｓ ｗｉｔｈ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｌｏｒｓꎬ ｂｕｔ ｉｔｓ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｌｅｖｅｌ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ Ｓ１ ｓｔａｇｅ ｗａｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｐｏｓｉｔｉｖｅｌｙ ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ βꎬ β￣
ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄ ｍｅｔａｂｏｌｉｔｅｓ ｏｆ ＬＣＹＢ ｃａｔａｌｙｔｉｃ ｂｒａｎｃｈｉｎｇ ｐａｔｈｗａｙｓ ｓｕｃｈ ａｓ ａｎｔｈｅｒａｘａｎｔｈｉｎ ａｎｄ ｖｉｏｌａｘａｎｔｈｉｎ. (３) Ａ ｔｏｔａｌ ｏｆ ４８
ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓ ｗｅｒｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｆｌｏｗｅｒｓ ｏｆ Ｄｅｎ￣Ｐｈａｌｓꎬ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ４ ｃａｒｏｔｅｎｅｓ ａｎｄ ４４ ｘａｎｔｈｏｐｈｙｌｌｓꎻ ｔｈｅ ｔｏｔａｌ
ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄ ｃｏｎｔｅｎｔ ｗａｓ ｈｉｇｈｅｒ ｉｎ ｙｅｌｌｏｗ ｃｕｌｔｉｖａｒｓ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｉｎ ｐｕｒｐｌｅ￣ｒｅｄ ｏｎｅｓ. (４) Ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ １５ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓ
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ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓꎬ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｏｔａｌ ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓꎬ ｗａｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｎｅｇａｔｉｖｅｌｙ ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｈｒｏｍａ ａ ｖａｌｕｅ ａｎｄ
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ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｐｏｓｉｔｉｖｅｌｙ ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｂ ｖａｌｕｅ. Ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ｇｅｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ ｂｒｅｅｄｉｎｇ ｉｄｅａｓ ｆｏｒ ｆｌｏｗｅｒ ｃｏｌｏｒ
ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｄｅｎ￣Ｐｈａｌｓ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: ｌｙｃｏｐｅｎｅ β￣ｃｙｃｌａｓｅꎬ ｌｙｃｏｐｅｎｅ ε￣ｃｙｃｌａｓｅꎬ ｇｅｎｅ ｃｌｏｎｉｎｇꎬ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｌｅｖｅｌ ａｎａｌｙｓｉｓꎬ ｆｌｏｗｅｒ ｃｏｌｏｒꎬ ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓ
类胡萝卜素( ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓ) 是由异戊二烯骨架 晨飞等ꎬ２０２２)ꎮ ２ 个 ＧＧＰＰ 分子由八氢番茄红素
构成的 Ｃ 或 Ｃ 萜类化合物ꎬ植物花、叶、根和果 合酶(ｐｈｙｔｏｅｎｅ ｓｙｎｔｈａｓｅꎬＰＳＹ) 缩合产生 Ｃ 八氢番
４０ ３０ ４０
皮等部位广泛存在类胡萝卜素( 戴思兰等ꎬ２０１３)ꎮ 茄红素是类胡萝卜素生物合成途径中的第 １ 个关
类胡萝卜素种类与含量的不同ꎬ从而呈现出不同 键步骤( 何静娟和范燕萍ꎬ２０２２)ꎮ 而番茄红素 β￣
程度的黄、橙、红等颜色( Ｋｉｓｈｉｍｏｔｏ ｅｔ ａｌ.ꎬ２００４)ꎬ 环化酶( ｌｙｃｏｐｅｎｅ β￣ｃｙｃｌａｓｅꎬＬＣＹＢ) 和番茄红素 ε￣
因其观赏性和营养价值ꎬ近年在园艺植物研究中 环化酶( ｌｙｃｏｐｅｎｅ ε￣ｃｙｃｌａｓｅꎬＬＣＹＥ) 是控制下游类
备受关注(Ｈｅｒｍａｎｎｓ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２０)ꎮ 胡萝卜素合成分支的关键酶ꎮ
在类胡萝卜素生物合成途径中ꎬ类胡萝卜素 在 ＬＣＹＢ 的催化下ꎬ番茄红素 ２ 个末端均形成
最初来源于 ２ 个异戊二烯异构体ꎬ包括异戊二烯 β 环ꎬ生成 β￣胡萝卜素ꎮ 其在 β￣胡萝卜素羟化酶
焦磷酸( ｉｓｏｐｅｎｔｅｎｙｌ ｄｉｐｈｏｓｐｈａｔｅꎬＩＰＰ) 和二甲基丙 (β￣ｃａｒｏｔｅｎｅ ｈｙｄｒｏｌａｓｅꎬ ＢＣＨ) 的催化下依次转变为
烯基 二 磷 酸 ( ｄｉｍｅｔｈｙｌａｌｌｙｌ ｄｉｐｈｏｓｐｈａｔｅꎬ ＤＭＡＰＰ )ꎬ β￣隐 黄 质 ( β￣ｃｒｙｐｔｏｘａｎｔｈｉｎ ) 和 玉 米 黄 质
其 主 要 通 过 甲 基 赤 藓 糖 磷 酸 ( ２￣Ｃ￣ｍｅｔｈｙｌ￣Ｄ￣ ( ｚｅａｘａｎｔｈｉｎ )ꎮ 后 者 在 玉 米 黄 质 环 氧 化 酶
ｅｒｙｔｈｒｉｔｏｌ ４￣ｐｈｏｓｐｈａｔｅꎬ ＭＥＰ ) 途 径 合 成ꎮ 随 后ꎬ 在 (ｚｅａｘａｎｔｈｉｎ ｅｐｏｘｉｄａｓｅꎬ ＺＥＰ) 的作用下依次合成花
ＩＰＰ 异构酶(ｉｓｏｐｅｎｔｅｎｙｌ ｄｉｐｈｏｓｐｈａｔｅ ｉｓｏｍｅｒａｓｅꎬ ＩＰＩ) 药黄质(ａｎｔｈｅｒａｘａｎｔｈｉｎ)和紫黄质( ｖｉｏｌａｘａｎｔｈｉｎ)ꎬ最
和 牻 牛 儿 牻 牛 儿 基 焦 磷 酸 合 酶 ( ｇｅｒａｎｙｌｇｅｒａｎｙｌ 终 进 一 步 在 新 黄 质 合 酶 ( ｎｅｏｘａｎｔｈｉｎ ｓｙｎｔｈａｓｅꎬ
ｄｉｐｈｏｓｐｈａｔｅ ｓｙｎｔｈａｓｅꎬ ＧＧＰＰＳ) 的 作 用 下ꎬ １ 分 子 ＮＸＳ)的催化作用下生成新黄质(ｎｅｏｘａｎｔｈｉｎ)ꎬ其可
ＤＭＡＰＰ 与 ３ 分子 ＩＰＰ 缩合成 Ｃ 的牻牛儿牻牛儿 作为合成脱落酸( ａｂｓｃｉｓｉｃ ａｃｉｄꎬＡＢＡ) 的前体物质
２０
基焦磷酸( ｇｅｒａｎｙｌｇｅｒａｎｙｌ ｄｉｐｈｏｓｐｈａｔｅꎬ ＧＧＰＰ) ( 陆 (Ｊａｈｎｓ ＆ Ｈｏｌｚｗａｒｔｈꎬ ２０１２ꎻＮｅｕｍａｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１４ꎻ刘
