农学学报 ›› 2023, Vol. 13 ›› Issue (11): 60-66.doi: 10.11923/j.issn.2095-4050.cjas2023-0117
收稿日期:
2023-05-25
修回日期:
2023-07-19
出版日期:
2023-11-20
发布日期:
2023-11-15
通讯作者:
岳志强
作者简介:
李玺,女,1989年出生,河北辛集人,工程师,博士,研究方向:花卉遗传育种。通信地址:100091 北京市海淀区青龙桥街道东小府1号 中国林业科学研究院林木遗传育种全国重点实验室,Tel:010-62824030,E-mail:lixi@caf.ac.cn。
Received:
2023-05-25
Revised:
2023-07-19
Online:
2023-11-20
Published:
2023-11-15
摘要:
文章列举了自然界中常见的类胡萝卜素的种类、结构与颜色,并着眼于类胡萝卜素为主要色素成分的观赏植物,分析了不同观赏植物物种、同一物种不同颜色品种之间花瓣中类胡萝卜素在成分与含量上的差异,讨论了花色差异与类胡萝卜素组分之间的关系,从中找到一定规律。笔者进一步从基因水平上分析了观赏植物类胡萝卜素生物合成途径相关基因及转录因子的上调或下调表达对花色的影响,总结了通过基因工程调控类胡萝卜素的合成与分解代谢从而改变观赏植物花色的实际案例,为将来利用分子生物学技术准确、定向地改变植物花色、培育较高观赏价值的花卉品种提供了思路。
李玺, 岳志强. 观赏植物类胡萝卜素多样性及调控花色研究进展[J]. 农学学报, 2023, 13(11): 60-66.
LI Xi, YUE Zhiqiang. Diversity and Color Regulation of Carotenoids Composition in Ornamental Plants[J]. Journal of Agriculture, 2023, 13(11): 60-66.
类胡萝卜素名称 | 化学式 | m/z | 紫外光谱最大吸收波长/nm | 颜色 | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
八氢番茄红素 | | 544.50 | 无 | 无色 | |||||
ζ-胡萝卜素 | | 540.47 | acetonitrile/methanol/THF (58:35:7) 237, 294, 381, 401, 426 | 柠檬黄 | |||||
番茄红素 | | 536.44 | hexane 286, 295, 425, 448, 476, 507 | 亮粉色/砖红色 | |||||
α-胡萝卜素 | | 536.87 | Petro 420, 444, 473; methanol 335, 422, 442, 471 | 橙色 | |||||
β-胡萝卜素 | | 536.44 | hexane 425, 450, 478 | 棕黄色/橙色 | |||||
γ-胡萝卜素 | | 536.44 | acetonitrile/methanol/THF (58:35:7) 284, 356, 440, 462, 492 | 粉棕色 | |||||
叶黄素 | | 568.84 | dioxane 429, 453, 482; methanol 330, 422, 443, 470 | 黄绿色/棕色 | |||||
β-隐黄质 | | 552.43 | methanol 272, 447, 473 | 黄色 | |||||
玉米黄质 | | 568.43 | hexane 452, 480; methanol 275, 341, 429, 448, 473 | 黄色 | |||||
花药黄质 | | 584.42 | diethyl ether/ isopentane/ ethanol (5:5:2) 269, 332, 422, 445, 473 | 黄色 | |||||
紫黄质 | | 600.85 | EPA 265.5, 414.5, 437, 467; methanol 326, 415, 436, 466 | 黄色 | |||||
新黄质 | | 600.42 | ethanol 471, 442, 418, 329, 265; benzene 482, 452, 426, 336, 274 | 黄色 | |||||
辣椒红素 | | 584.42 | hexane 288, 355, 452, 470, 497 | 橙红色 | |||||
辣椒玉红素 | | 600.42 | hexane 297, 423, 445, 471, 505; benzene 303, 435, 445, 461, 487, 521 | 橙红色 |
类胡萝卜素名称 | 化学式 | m/z | 紫外光谱最大吸收波长/nm | 颜色 | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
八氢番茄红素 | | 544.50 | 无 | 无色 | |||||
ζ-胡萝卜素 | | 540.47 | acetonitrile/methanol/THF (58:35:7) 237, 294, 381, 401, 426 | 柠檬黄 | |||||
番茄红素 | | 536.44 | hexane 286, 295, 425, 448, 476, 507 | 亮粉色/砖红色 | |||||
α-胡萝卜素 | | 536.87 | Petro 420, 444, 473; methanol 335, 422, 442, 471 | 橙色 | |||||
β-胡萝卜素 | | 536.44 | hexane 425, 450, 478 | 棕黄色/橙色 | |||||
γ-胡萝卜素 | | 536.44 | acetonitrile/methanol/THF (58:35:7) 284, 356, 440, 462, 492 | 粉棕色 | |||||
叶黄素 | | 568.84 | dioxane 429, 453, 482; methanol 330, 422, 443, 470 | 黄绿色/棕色 | |||||
β-隐黄质 | | 552.43 | methanol 272, 447, 473 | 黄色 | |||||
玉米黄质 | | 568.43 | hexane 452, 480; methanol 275, 341, 429, 448, 473 | 黄色 | |||||
花药黄质 | | 584.42 | diethyl ether/ isopentane/ ethanol (5:5:2) 269, 332, 422, 445, 473 | 黄色 | |||||
紫黄质 | | 600.85 | EPA 265.5, 414.5, 437, 467; methanol 326, 415, 436, 466 | 黄色 | |||||
新黄质 | | 600.42 | ethanol 471, 442, 418, 329, 265; benzene 482, 452, 426, 336, 274 | 黄色 | |||||
辣椒红素 | | 584.42 | hexane 288, 355, 452, 470, 497 | 橙红色 | |||||
辣椒玉红素 | | 600.42 | hexane 297, 423, 445, 471, 505; benzene 303, 435, 445, 461, 487, 521 | 橙红色 |
植物类别 | 拉丁文名 | 品种 | 颜色 | 大量类胡萝卜素成分 | 少量类胡萝卜素成分 |
---|---|---|---|---|---|
水仙 | Narcissus pseudonarcissus | Slim Whitman | 白色/浅黄色 | 叶黄素 | β-胡萝卜素、紫黄质等 |
Narcissus pseudonarcissus | Pinza | 黄色/橙红色 | β-胡萝卜素、叶黄素 | 新黄质等 | |
菊花 | Chrysanthemum morifolium | Hwiparam | 黄色 | 叶黄素 | β-胡萝卜素、玉米黄质等 |
Chrysanthemum morifolium | Weol | 黄色到橙红色 | 叶黄素、β-胡萝卜素 | 玉米黄质、隐黄质等 | |
文心兰 | Oncidium hybridum | Gower Ramsey | 黄色 | 紫黄质、新黄质 | 叶黄素 |
Oncidium hybridum | Sunkist | 橙色 | β-胡萝卜素、紫黄质、新黄质 | 叶黄素 | |
桂花 | Osmanthus fragrans | 银桂 | 浅黄色 | — | β-胡萝卜素 |
Osmanthus fragrans | 金桂 | 金黄色 | 叶黄素 | α-胡萝卜素、β-胡萝卜素 | |
Osmanthus fragrans | 橙红丹桂 | 橙红色 | α-胡萝卜素、β-胡萝卜素 | 叶黄素 | |
百合 | Lilium spp. | Connecticut king | 黄色 | 花药黄质、紫黄质、叶黄素 | β-胡萝卜 |
Lilium spp. | Montreux | 粉色 | 紫黄质 | 叶黄素、花药黄质、β-胡萝卜素 | |
Lilium spp. | Saija | 红色 | 辣椒红素 | 花药黄质 | |
Lolium lancifolium | Splendens | 橙红色 | 辣椒红素、辣椒玉红素 | 紫黄质、新黄质、叶黄素 | |
金盏花 | Calendula officinalis | Alice Yellow | 黄色 | α-胡萝卜素、δ-胡萝卜素、叶黄素 | γ-胡萝卜素等 |
Calendula officinalis | Alice Orange | 橙色 | 番茄红素、β-胡萝卜素、叶黄素 | γ-胡萝卜素等 | |
龙胆花 | Gentiana lutea | Lutea | 黄色 | 叶黄素 | β-胡萝卜素、新黄质、花药黄质等 |
Gentiana lutea | Aurantiaca | 橙色 | 叶黄素、β-胡萝卜素 | α-胡萝卜素、新黄质、花药黄质、隐黄质等 | |
万寿菊 | Osteospermum ecklonis | Mikey | 黄色 | — | 番茄红素、叶黄素、β-胡萝卜素 |
Osteospermum ecklonis | Jury | 橙色 | 番茄红素 | 叶黄素、β-胡萝卜素 | |
石斛 | Dendrobium chrysotoxum | — | 明黄 | 玉米黄质、叶黄素、花药黄质 | β-胡萝卜素 |
Dendrobium thyrsiflorum | — | 白色 | — | 叶黄素 | |
Dendrobium densiflorum | — | 淡黄色 | 叶黄素 | 隐黄素 |
植物类别 | 拉丁文名 | 品种 | 颜色 | 大量类胡萝卜素成分 | 少量类胡萝卜素成分 |
---|---|---|---|---|---|
水仙 | Narcissus pseudonarcissus | Slim Whitman | 白色/浅黄色 | 叶黄素 | β-胡萝卜素、紫黄质等 |
Narcissus pseudonarcissus | Pinza | 黄色/橙红色 | β-胡萝卜素、叶黄素 | 新黄质等 | |
菊花 | Chrysanthemum morifolium | Hwiparam | 黄色 | 叶黄素 | β-胡萝卜素、玉米黄质等 |
Chrysanthemum morifolium | Weol | 黄色到橙红色 | 叶黄素、β-胡萝卜素 | 玉米黄质、隐黄质等 | |
文心兰 | Oncidium hybridum | Gower Ramsey | 黄色 | 紫黄质、新黄质 | 叶黄素 |
Oncidium hybridum | Sunkist | 橙色 | β-胡萝卜素、紫黄质、新黄质 | 叶黄素 | |
桂花 | Osmanthus fragrans | 银桂 | 浅黄色 | — | β-胡萝卜素 |
Osmanthus fragrans | 金桂 | 金黄色 | 叶黄素 | α-胡萝卜素、β-胡萝卜素 | |
Osmanthus fragrans | 橙红丹桂 | 橙红色 | α-胡萝卜素、β-胡萝卜素 | 叶黄素 | |
百合 | Lilium spp. | Connecticut king | 黄色 | 花药黄质、紫黄质、叶黄素 | β-胡萝卜 |
Lilium spp. | Montreux | 粉色 | 紫黄质 | 叶黄素、花药黄质、β-胡萝卜素 | |
Lilium spp. | Saija | 红色 | 辣椒红素 | 花药黄质 | |
Lolium lancifolium | Splendens | 橙红色 | 辣椒红素、辣椒玉红素 | 紫黄质、新黄质、叶黄素 | |
金盏花 | Calendula officinalis | Alice Yellow | 黄色 | α-胡萝卜素、δ-胡萝卜素、叶黄素 | γ-胡萝卜素等 |
Calendula officinalis | Alice Orange | 橙色 | 番茄红素、β-胡萝卜素、叶黄素 | γ-胡萝卜素等 | |
龙胆花 | Gentiana lutea | Lutea | 黄色 | 叶黄素 | β-胡萝卜素、新黄质、花药黄质等 |
Gentiana lutea | Aurantiaca | 橙色 | 叶黄素、β-胡萝卜素 | α-胡萝卜素、新黄质、花药黄质、隐黄质等 | |
万寿菊 | Osteospermum ecklonis | Mikey | 黄色 | — | 番茄红素、叶黄素、β-胡萝卜素 |
Osteospermum ecklonis | Jury | 橙色 | 番茄红素 | 叶黄素、β-胡萝卜素 | |
石斛 | Dendrobium chrysotoxum | — | 明黄 | 玉米黄质、叶黄素、花药黄质 | β-胡萝卜素 |
Dendrobium thyrsiflorum | — | 白色 | — | 叶黄素 | |
Dendrobium densiflorum | — | 淡黄色 | 叶黄素 | 隐黄素 |
[1] |
doi: 10.1016/j.scienta.2010.04.028 URL |
[2] |
孔滢, 窦晓莹, 包放, 等. 百合花色机理研究进展[J]. 园艺学报, 2015, 42(9):1747-1759.
doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2015-0103 |
[3] |
|
[4] |
戴思兰, 黄河, 付建新, 等. 观赏植物分子育种研究进展[J]. 植物学报, 2013, 48(6):589-607.
doi: 10.3724/SP.J.1259.2013.00589 |
[5] |
doi: 10.1016/j.phytochem.2004.08.038 URL |
[6] |
刁卫楠, 朱红菊, 刘文革. 蔬菜作物中类胡萝卜素研究进展[J]. 中国瓜菜, 2021, 34(1):1-8.
|
[7] |
|
[8] |
何卿, 孙国峰, 林秦文, 等. 植物类胡萝卜素提取与分析技术研究进展[J]. 植物学报, 2018, 53(5):700-709.
doi: 10.11983/CBB18091 |
[9] |
doi: 10.1096/fasebj.9.15.8529834 URL |
[10] |
doi: 10.1016/S1074-5521(03)00103-0 URL |
[11] |
pmid: 13198857 |
[12] |
doi: 10.1038/hortres.2015.36 pmid: 26504578 |
[13] |
|
[14] |
doi: 10.1007/s11295-013-0687-8 URL |
[15] |
黄昕蕾, 王雁, 张辉. 3种石斛属植物类胡萝卜素成分及代谢途径分析[J]. 林业科学研究, 2019, 32(5):107-113.
|
[16] |
doi: 10.3390/molecules200611090 URL |
[17] |
doi: 10.1007/s00425-010-1222-x URL |
[18] |
doi: 10.1111/pbr.2010.129.issue-1 URL |
[19] |
|
[20] |
|
[21] |
|
[22] |
doi: 10.1093/pcp/pcs128 URL |
[23] |
doi: 10.1021/cr400106y pmid: 24175570 |
[24] |
doi: 10.1016/j.molp.2014.12.007 pmid: 25578273 |
[25] |
|
[26] |
doi: 10.1371/journal.pgen.1004416 URL |
[27] |
doi: 10.1105/tpc.108.063131 URL |
[28] |
|
[29] |
doi: 10.1105/tpc.19.00480 URL |
[30] |
doi: 10.1007/s10529-010-0461-z pmid: 21053046 |
[31] |
doi: 10.3390/ijms10125350 pmid: 20054474 |
[32] |
doi: 10.1126/science.287.5451.303 URL |
[33] |
doi: 10.1104/pp.109.140533 pmid: 19587100 |
[34] |
doi: 10.1007/s00299-014-1617-4 URL |
[35] |
doi: 10.1007/s00299-006-0302-7 URL |
[36] |
doi: 10.1111/plb.2016.18.issue-2 URL |
[37] |
doi: 10.2503/jjshs1.78.450 URL |
[38] |
doi: 10.1007/s11248-017-0051-0 URL |
[39] |
doi: 10.1111/tpj.v104.4 URL |
[40] |
doi: 10.1111/nph.2016.209.issue-3 URL |
[1] | 杨楠茜, 刘宪斌, 赵星硕, 董晗. 生境对紫茎泽兰叶片外部形态结构的影响[J]. 农学学报, 2023, 13(9): 46-53. |
[2] | 孙鑫, 崔正勇, 李新华, 杨在东, 刘颖, 孙明柱, 张天雨, 李鹏, 宋华东. 不同小麦品种类胡萝卜素含量比较分析[J]. 农学学报, 2023, 13(6): 1-4. |
[3] | 刘辉, 杨晓云, 宋伟杰, 胡举伟, 宋涛. 外源氨基葡萄糖对水培玉米幼苗生长的影响[J]. 农学学报, 2023, 13(1): 1-5. |
[4] | 唐建鹏, 谢成林, 姚义, 张明伟, 秦吉洋, 闵思桂. 功能性彩色稻物质生产及其品质特点的研究[J]. 农学学报, 2022, 12(9): 1-8. |
[5] | 乔艳, 胡诚, 张智, 刘东海, 陈云峰, 李双来. 有机肥中氨基酸废料添加量的安全阈值研究[J]. 农学学报, 2021, 11(9): 24-27. |
[6] | 张慧, 余端, 卢文才, 马连杰, 廖敦秀. 不同减氮施肥模式对水稻土壤养分及可培养微生物数量的影响[J]. 农学学报, 2021, 11(9): 33-37. |
[7] | 揭琴, 陶春来, 张恭, 崔绍玉, 石颖, 刘洋, 周健东, 杜德玉. 利用辐射诱变技术创制甘薯新种质[J]. 农学学报, 2021, 11(8): 22-26. |
[8] | 漆永红, 张新瑞, 曹素芳, 李敏权, 李青青, 李雪萍, 蒋晶晶, 李继平. 腐烂茎线虫对当归细胞结构和生理特性的影响[J]. 农学学报, 2021, 11(6): 36-41. |
[9] | 裴芳艺, 薛迪, 马岩石, 刘宇超, 刘得水, 李慧, 刘韩. 3株酿酒酵母发酵过程中游离氨基酸含量变化分析[J]. 农学学报, 2021, 11(6): 68-72. |
[10] | 谭海燕, 马芳, 杨从林, 杨顺安, 张少敏, 童江云. 长期减量施肥对设施耕地土壤养分含量的影响[J]. 农学学报, 2021, 11(2): 39-44. |
[11] | 詹婷, 胡承孝, 庄木来, 李潇彬, 雷靖, 聂敏, 杨涛, 赵小虎. 平和县琯溪蜜柚主产区果园营养状况及调控建议[J]. 农学学报, 2021, 11(10): 83-89. |
[12] | 程芳芳, 李红卫, 余辉, 刘伟斌, 李豪, 李荣. 不同补光方式对大棚草莓生产的影响[J]. 农学学报, 2021, 11(1): 80-84. |
[13] | 薛忠财, 杜瑞恒, 李十中. 基于甜高粱的铅污染农田安全利用技术研究[J]. 农学学报, 2020, 10(7): 50-55. |
[14] | 任园宇, 魏东伟, 王中伟, 周亚萍. 亚硝酸钠-硝酸铝比色法测定干旱胁迫前后玉米幼苗的总黄酮含量[J]. 农学学报, 2020, 10(5): 15-20. |
[15] | 杨聪,陈胜伦,刘豫,金卓君,张春来,徐卫红. 纳米氢氧化镁、黑麦草套种和丛枝菌根对萝卜Cd含量和土壤Cd化学形态及微生物数量的影响[J]. 农学学报, 2019, 9(7): 37-43. |
阅读次数 | ||||||
全文 |
|
|||||
摘要 |
|
|||||