秦　軍，潘騰飛，郭志雄，潘東明

(1.福建農(nóng)林大學(xué)園藝產(chǎn)品貯運保鮮研究所　350002； 2.福建農(nóng)林大學(xué)園藝學(xué)院)

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多花水仙花色基因與遺傳轉(zhuǎn)化研究進展

秦軍1，2，潘騰飛1，2，郭志雄1，2，潘東明1，2

(1.福建農(nóng)林大學(xué)園藝產(chǎn)品貯運保鮮研究所350002； 2.福建農(nóng)林大學(xué)園藝學(xué)院)

摘要：綜述近年來多花水仙在花色基因研究與遺傳轉(zhuǎn)化研究方面的進展，包括多花水仙花色成分、花色基因的克隆及其表達調(diào)控、花色基因的遺傳轉(zhuǎn)化等方面，分析該領(lǐng)域存在的問題，并對其應(yīng)用前景進行展望。

關(guān)鍵詞：多花水仙；花色；基因克?。贿z傳轉(zhuǎn)化

多花水仙(NarcissustazettaL.)是石蒜科水仙屬多年生草本植物，原產(chǎn)于地中海沿岸地區(qū)。英國皇家園藝協(xié)會按照花的形態(tài)特征將水仙屬植物分成12大類，多花水仙即為其中重要的一個類型。多花水仙在世界各地分布廣泛，國內(nèi)主要分布在福建、浙江以及上海等地，其中又以福建為主要產(chǎn)地。福建多花水仙主要有3大類9個品種，花色有白花、黃花、兩色花3種[1]，其中包括中國十大名花之一的中國水仙金盞銀臺等品種。多花水仙花姿秀美、芳香馥郁，極富觀賞價值，但是花色卻不夠豐富，只有橙黃色、黃色、白色?；ㄉ怯^賞植物最重要的性狀之一，影響著花卉作物的商業(yè)價值[2]，花色創(chuàng)新一直是花卉育種的重要目標(biāo)之一。由于多花水仙大多是三倍體植物，除了少數(shù)二倍體類型，多數(shù)種類存在著不同程度的育性降低現(xiàn)象，有些甚至完全不育[3]，難以用有性雜交或?qū)嵣N等方法培育新品種。植物基因工程的興起為改良花色提供了全新的途徑，在保留其他原有性狀的前提下，通過導(dǎo)入外源基因等手段改變植物花色的方法已在多種植物上取得成功，多花水仙花色基因工程的研究及應(yīng)用近年來報道也較多。本文主要從多花水仙花色成分、花色基因的克隆及其表達調(diào)控、花色基因的遺傳轉(zhuǎn)化等方面進行綜述，為進一步研究提供參考。

1多花水仙花色成分

花的顏色主要是由類黃酮、類胡蘿卜素和生物堿三類物質(zhì)決定[4]?；ǘ渖氐姆N類和含量是決定植物花色的最重要因素[5]。水仙花色有花瓣和副冠之分，有花瓣與副冠同色的，有兩者顏色接近的，也有兩者顏色完全不同的品種。水仙屬花的色素主要為類胡蘿卜素[6-7]，Booth[8]認為β-胡蘿卜素是洋水仙紅色副冠中的主要色素，紅色的深淺與其含量相關(guān)。還有研究表明，多花水仙花色素成分主要包括類胡蘿卜素中的葉黃素和β-胡蘿卜素，以及類黃酮中的蘆丁、柚皮苷等黃酮醇類和黃烷酮類化合物。黃色副冠中葉黃素含量高于β-胡蘿卜素，白色花瓣中兩者含量都很低。葉黃素可能與多花水仙副冠黃色的呈色有直接關(guān)系，蘆丁、柚皮苷則可能起輔助色素作用。多花水仙白色花瓣與黃色副冠的色素成分相似，但是含量都極低，導(dǎo)致花瓣呈現(xiàn)白色[7-11]。

2多花水仙花色基因的克隆與表達調(diào)控

花色基因可以分為7類：結(jié)構(gòu)基因、修飾基因、調(diào)節(jié)基因、影響色素濃度的基因、與花朵結(jié)構(gòu)有關(guān)的基因(花瓣特定部位產(chǎn)生色素)、影響花色的基因或因子(共著色、金屬離子)和控制色素細胞的形狀和分布等形態(tài)特征的基因[12]。其中研究較多的是花色素結(jié)構(gòu)基因和調(diào)節(jié)基因。結(jié)構(gòu)基因直接編碼色素物質(zhì)的合成，調(diào)節(jié)基因不直接參與色素的形成，但是可以調(diào)控結(jié)構(gòu)基因的表達強度和表達模式。多花水仙花色基因的研究近年來主要集中在類胡蘿卜素和類黃酮生物合成途徑中結(jié)構(gòu)基因和調(diào)節(jié)基因的克隆與功能分析。

2.1結(jié)構(gòu)基因的克隆與表達調(diào)控

2.1.1類胡蘿卜素合成途徑植物類胡蘿卜素生物合成途徑目前已經(jīng)比較清楚[13]，此途徑中的眾多基因也已經(jīng)在多種植物中被分離和鑒定。植物類胡蘿卜素生物合成途徑主要分為3個階段：第1階段，異戊稀基焦磷酸異構(gòu)酶(IPI)和牻牛兒基牻牛兒基焦磷酸合成酶(GGPS)催化異戊稀基焦磷酸(IPP)形成牻牛兒基牻牛兒基焦磷酸(GGPP)，2分子GGPP在八氫番茄紅素合成酶(PSY)催化下，轉(zhuǎn)變成無色的八氫番茄紅素。第2階段，八氫番茄紅素在八氫番茄紅素脫氫酶(PDS)和ζ-胡蘿卜素脫氫酶(ZDS)作用下形成粉紅色的番茄紅素。第3階段，番茄紅素有兩條合成途徑，其中一條途徑由 ζ-環(huán)化酶(LYCE)和β-環(huán)化酶(LYCB)共同催化合成黃色的α-胡蘿卜素，然后在β-胡蘿卜素環(huán)羥化酶(BCH)的催化下合成黃色的葉黃質(zhì)；另一條途徑由LYCB催化番茄紅素形成γ-胡蘿卜素，再在LYCB的作用下合成橙黃色的β-胡蘿卜素，β-胡蘿卜素在BCH催化下合成β-隱黃質(zhì)，最后在不同的酶作用下將β-隱黃質(zhì)轉(zhuǎn)化成辣椒紅素、辣椒玉紅素和新黃質(zhì)等。

目前，多花水仙類胡蘿卜素合成途徑中的多個結(jié)構(gòu)基因如IPI[10]、PSY[14，16-17]、PDS[14-17]、ZDS[15-16，18-20]，LYCB[14，16-17，22]、LYCE[16，18]、BCH[21，23]、CRTISO(類胡蘿卜素異構(gòu)酶)[10]、NCED(9-順式-環(huán)氧類胡蘿卜素雙加氧酶基因)[10]等已經(jīng)被成功克隆。這些花色結(jié)構(gòu)基因及其表達有以下幾個特點。

一是基因保守性比較高。多花水仙類胡蘿卜素合成途徑中的結(jié)構(gòu)基因如PSY、PDS、ZDS、LYCB等在不同物種間具有相當(dāng)高的保守性，無論是核苷酸序列，還是其編碼的氨基酸序列，PSY、PDS、ZDS、LYCB在水仙屬植物之間的同源性都非常高，這幾個基因與水仙屬中的喇叭水仙的核苷酸同源性高達96.0%～97.2%，氨基酸同源性高達95.8%～96.9%；與其他科屬的植物同源性也很高，核苷酸同源性達70.0%～83.0%，氨基酸同源性達到80.0%～85.0%[14-15]。

二是LYCB基因組DNA沒有內(nèi)含子。葉一江[16]分析了3種多花水仙LYCB基因組序列和cDNA序列，發(fā)現(xiàn)白花水仙1號和黃花水仙2號的基因組和cDNA的核苷酸同源性高達98%以上，氨基酸同源性高達99%；而金盞銀臺完全匹配，表明3種花色的多花水仙的LYCB基因組DNA沒有內(nèi)含子。

三是基因在植物的各個組織中的表達存在差異。何炎森[10]研究發(fā)現(xiàn)，PSY基因在多花水仙橙黃色副冠中的表達量高于黃色花瓣，黃色花瓣顯著高于白色花瓣。陳段芬[15]研究發(fā)現(xiàn)，多花水仙金盞銀臺PDS和ZDS基因在開花期的花、葉和根中均有表達，但不同器官表達差異明顯，二者在花中表達量高于葉片和根系，花瓣中表達高于副冠。而鐘嫻等[19]研究發(fā)現(xiàn)ZDS在副冠中的表達量比花瓣高。產(chǎn)生這一爭議的原因還不清楚，可能是采用的研究方法不同所致。陳段芬采用的是半定量 PCR技術(shù)，較容易產(chǎn)生交叉污染和假陽性，可能導(dǎo)致結(jié)果的不確定性；鐘嫻采用的是實時熒光定量PCR技術(shù)，相對來說準(zhǔn)確性更高。

四是不同花色品種間各基因存在著表達差異。同一發(fā)育階段不同品種之間、同一品種不同發(fā)育階段基因的表達都存在差異。葉一江[16]對3種花色的多花水仙研究發(fā)現(xiàn)，PSY、PDS、ZDS、LYCB等4個基因的表達量在3個花色品種中，基本都以黃花水仙為最高，金盞銀臺次之，白花水仙最低。即隨著花色的加深，這4種基因的表達量也逐漸增加。在花發(fā)育的不同階段，這4個基因在金盞銀臺和黃花水仙中的轉(zhuǎn)錄趨勢都是先升后降，峰值出現(xiàn)在始花期或者盛花期。而在白花水仙中，這4個基因在整個發(fā)育過程中表達量都很低，趨勢也不斷減弱，特別是PSY幾乎不表達。

五是花色的差異是一系列結(jié)構(gòu)基因共同作用的結(jié)果。曾原飛等[9]和鄭益平等[24]通過對比多花水仙金盞銀臺和喇叭水仙粉紅魅力發(fā)現(xiàn)，粉紅魅力紅色副冠與金盞銀臺黃色副冠顏色差異是一系列酶基因共同作用的結(jié)果。粉紅魅力紅色副冠中PSY、PDS、ZDS表達增強，積累較多的中間代謝產(chǎn)物番茄紅素，同時LYCE和BCH表達減弱，LYCB表達增強，最終導(dǎo)致粉紅魅力副冠中β-胡蘿卜素大量積累，使其副冠呈現(xiàn)紅色，而金盞銀臺黃色副冠中類胡蘿卜素合成分支主要為葉黃素分支，最終產(chǎn)生較多的黃色的葉黃素，從而導(dǎo)致兩者副冠呈色的不同。

2.1.2類黃酮合成途徑類黃酮生物合成途徑是苯丙氨酸代謝途徑中的一個支路[4]，是植物次生代謝中研究得比較清楚的一大類，合成途徑已基本明確。由苯丙氨酸到花青素苷的合成可以分成3個階段，第1階段由苯丙氨酸到香豆酰CoA；第2階段由香豆酰CoA到二氫黃酮醇，這是類黃酮代謝的關(guān)鍵階段，主要的酶有查爾酮合成酶(CHS)、查爾酮異構(gòu)酶(CHI)和黃烷酮-3-羥化酶(F3H)等；第3階段是各種花青素苷的合成，關(guān)鍵的酶包括黃烷酮-3′-羥化酶(F3′H)和黃烷酮-3′-5′-羥化酶(F3′5′H)和二氫黃酮醇-4-還原酶(DFR)等，它們最終決定合成花青素苷的種類[25]。

目前，多花水仙類黃酮合成途徑中的眾多結(jié)構(gòu)基因已克隆得到，如CHS[25-26]、CHI[25，27]、F3H[10-11，28]、F3'H[28]、DFR[28]、FLS(黃酮醇合成酶)[28]、LAR(無色花色素-4-還原酶)[11]、3GT(類黃酮3-氧-葡糖基轉(zhuǎn)移酶)[11，29]等酶基因。多花水仙中這些類黃酮合成途徑結(jié)構(gòu)基因及其表達有如下特點。

一是CHS、F3H、F3'H、DFR和FLS基因在多花水仙中同源性較高，這些基因的氨基酸序列與一些其他非水仙屬植物的同源性也較高，其中CHS同源性最高，達到81%～86%。而多花水仙中CHI與其他科屬植物的氨基酸同源性較差，僅為58%～64%。

二是多花水仙類黃酮生物合成途徑的一些相關(guān)基因存在多個成員，且多基因家族的不同成員具有不同的表達模式。羅鵬[11]通過對多花水仙金盞銀臺鱗莖盤進行轉(zhuǎn)錄組測序及數(shù)據(jù)分析，獲得4個CHS、2個CHI和3個F3H基因，而且每個多基因家族里的不同成員具有不同的表達模式，4個CHS基因中，CHS2和CHS3與3個F3H基因表達趨勢一致，皆是在花發(fā)育早期表達量最高，而后逐漸下降。這與蔡雪玲[25]研究結(jié)果一致。相對而言，CHI的表達規(guī)律不太明顯，CHI1在花發(fā)育早期的副冠中表達量最高，而CHI2在花發(fā)育中期副冠中表達最高。此外，在這些基因中，除了F3H3在花和鱗莖盤中均大量表達之外；其他基因如果在花中大量表達，則在鱗莖盤中極少量表達，反之亦然。

三是基因之間存在著底物競爭。DFR催化二氫黃酮醇合成原花青素和花青素苷，F(xiàn)LS催化二氫黃酮醇轉(zhuǎn)變?yōu)辄S酮醇，兩個酶基因都作用于二氫黃酮醇，故存在底物競爭。羅鵬[11]研究發(fā)現(xiàn)，多花水仙金盞銀臺花瓣中，F(xiàn)LS表達量很高，DFR的表達量卻很低，而且花瓣中主要色素是黃酮醇，沒有檢測到原花青素。相反，在DFR表達量高、含有原花青素的部位(鱗莖盤)FLS的表達量卻很低，且沒有檢測到黃酮醇。魯娜[28]對3種多花水仙研究發(fā)現(xiàn)，DFR表達量在花發(fā)育的整個階段總體上呈現(xiàn)不斷上升的趨勢，在花開放的末期達到最高，而FLS卻正好相反，總體趨勢是不斷下降的。這說明FLS與DFR存在著底物競爭，在多花水仙中的表達存在此消彼長的現(xiàn)象，在多花水仙類黃酮代謝中可能互相抑制。

四是結(jié)構(gòu)基因的表達具有階段特異性。同一基因在花的不同發(fā)育階段具有不同的表達量，如CHS、F3H、CHI、FLS在花發(fā)育早期表達量最高，而F3'H、DFR在花發(fā)育后期表達量最高。蔡雪玲[25]研究發(fā)現(xiàn)，3種花色多花水仙中，CHS和F3H基因的表達趨勢一致，從花苞期到衰敗期4個時期，表達量不斷下降，且花苞期表達量顯著高于花開放后3個時期，雖然CHI與CHS和F3H的表達模式略有差異，但也是在花的發(fā)育早期表達量最高。且這3個基因處于類黃酮合成途徑中關(guān)鍵的第2階段，這些基因在花發(fā)育早期即大量表達，可能是為類黃酮代謝積累大量的前期產(chǎn)物，從而作為合成下游類黃酮物質(zhì)的基礎(chǔ)。

五是類黃酮合成途徑中的某些關(guān)鍵酶基因還未從多花水仙中發(fā)現(xiàn)。比如被稱為藍色基因的F3′5′H以及花青素合成途徑關(guān)鍵酶之一的花青素合成酶(ANS)。黃烷酮-3′-5′-羥化酶(F3′5′H)是合成3′，5′-羥化花青素苷的關(guān)鍵酶，是藍色和紫色花所必需的酶。多花水仙花瓣和副冠中沒有檢測到花青素，而且在多花水仙鱗莖盤轉(zhuǎn)錄組中沒有發(fā)現(xiàn)ANS基因的表達[30]，可能因此導(dǎo)致多花水仙花色缺少藍色。至于未來能否在多花水仙中分離到ANS基因，或者多花水仙中根本沒有ANS，都還存在疑問。

2.2調(diào)節(jié)基因的克隆與表達調(diào)控

2.2.1轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄因子又稱反式作用因子，是指能與真核基因啟動子區(qū)域中的順式作用元件發(fā)生特異性結(jié)合，從而促進或抑制下游目的基因從DNA到RNA的轉(zhuǎn)錄調(diào)控，保證目的基因以特定的強度，在特定的時間與空間表達為蛋白質(zhì)分子。有關(guān)調(diào)控類胡蘿卜素合成途徑的轉(zhuǎn)錄因子鮮見報道，而參與類黃酮合成途徑的轉(zhuǎn)錄因子的報道相對較多。類黃酮合成途徑中的轉(zhuǎn)錄因子主要有MYB、bHLH和WD40等3類。目前，這3類轉(zhuǎn)錄因子均已從多花水仙中分離獲得[11，31]，其中對MYB的研究相對較多。

MYB轉(zhuǎn)錄因子是類黃酮途徑中的一個重要調(diào)控因子，對植物經(jīng)由花青素途徑產(chǎn)生的顏色變化起關(guān)鍵作用[32]。Moyano等[33]發(fā)現(xiàn)金魚草中的AmMYB305與AmMYB304基因共同調(diào)節(jié)合成苯丙烷代謝途徑的第1個酶PAL。來自擬南芥的MYB12轉(zhuǎn)錄因子能夠在轉(zhuǎn)錄水平上激活類黃酮合成途徑中的關(guān)鍵酶CHS的表達[34]。擬南芥中的AtMYB75的異位表達可使花青素合成途徑的所有基因上調(diào)[35]。何炎森等[36]通過構(gòu)建不同顏色多花水仙花瓣的正反向抑制消減雜交文庫，熒光定量二次篩選到11個差異表達基因，其中包括許多花色素結(jié)構(gòu)基因和轉(zhuǎn)錄因子。說明多花水仙花色的差異可能既有結(jié)構(gòu)基因的參與，也有調(diào)節(jié)基因的調(diào)控。

楊曄[31]從多花水仙金盞銀臺花中分離得到4條MYB基因，成花過程中這4條基因均有表達，但各自有不同的表達規(guī)律。NtMYB1基因在花苞期表達量極低，從花蕾期開始大量表達，花開放后期雖緩慢下降，但表達量一直較高。NtMYB2在花苞期表達量最高，而后在花蕾期急劇降低，之后不斷下降，在盛花期幾乎不表達。NtMYB3也是在花苞期表達量最高，在花蕾期表達量降至一半，之后在花開放后期表達量大致穩(wěn)定在花苞期表達量的1/2水平。NtMYB4在整個開花過程中的表達量呈現(xiàn)先升后降的趨勢，在花苞期表達量最低，盛花期最高。已有研究表明，多花水仙類黃酮合成途徑中的CHS、F3H基因在花苞期表達量最高，之后顯著下降。說明NtMYB1很可能是類黃酮合成途徑中的轉(zhuǎn)錄抑制子，會抑制CHS、F3H的表達。羅鵬[11]從多花水仙金盞銀臺中分離出MBY1和MBY2兩個MBY基因，MYB1促進DFR的表達，MYB2抑制DFR的表達，MYB1和MYB2在對DFR的調(diào)控中相互競爭。

3花色基因的遺傳轉(zhuǎn)化

目前，多花水仙基因轉(zhuǎn)化方法主要是根癌農(nóng)桿菌介導(dǎo)法，而基因槍介導(dǎo)法僅有個別報道；轉(zhuǎn)基因研究仍處于初級階段，多數(shù)還停留在報告基因轉(zhuǎn)化的水平。目而的基因的轉(zhuǎn)化與其在轉(zhuǎn)基因植株中的表達和穩(wěn)定性的報道很少，轉(zhuǎn)基因抗性植株的性狀觀察還未見報道。由于中國水仙是單子葉植物，農(nóng)桿菌對其不甚敏感，故轉(zhuǎn)化效率不高。近年研究表明，在單子葉植物轉(zhuǎn)化過程中加入乙酰丁香酮可提高轉(zhuǎn)化率，對這一方法的應(yīng)用有待深入探討。從目的基因轉(zhuǎn)化多花水仙的技術(shù)策略而言，主要有以下幾種技術(shù)策略。

3.1反義RNA技術(shù)

反義RNA技術(shù)，也叫反義抑制法，是進行花色修飾常用的基因工程技術(shù)，通過克隆決定花色的酶基因，反向轉(zhuǎn)入到目的植株中，產(chǎn)生的DNA轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物與內(nèi)源的互補mRNA結(jié)合，抑制內(nèi)源基因的表達，產(chǎn)生花色突變。1988年，Vander Krol等[37]首次將反義CHS基因?qū)氲桨珷颗Ｖ?，抑制了花色苷的形成，?dǎo)致了花色變異。此后，反義RNA技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。鄒清成[14]通過構(gòu)建多花水仙金盞銀臺PSY基因的反義表達載體，利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法導(dǎo)入到金盞銀臺中，得到了4株轉(zhuǎn)基因植株。Lu等[38]利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法將反義PSY基因轉(zhuǎn)化進多花水仙，發(fā)現(xiàn)內(nèi)源PSY基因的表達受到了抑制。鄭益平等[23]利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法將多花水仙金盞銀臺反義BCH基因?qū)氲浇鸨K銀臺花葶中，獲得了抗性小鱗莖。馮瑩等[20]采用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法將多花水仙金盞銀臺反義ZDS基因轉(zhuǎn)化金盞銀臺帶盤鱗莖，獲得了12株轉(zhuǎn)基因植株。

3.2RNA干擾技術(shù)

RNA干擾是指內(nèi)源或外源雙鏈RNA被特異的核酸酶降解后產(chǎn)生的小RNA，它能與同源的目標(biāo)RNA結(jié)合，下調(diào)或者抑制基因表達，引起靶基因沉默，使其相應(yīng)的表型功能發(fā)生缺失的轉(zhuǎn)錄后基因沉默現(xiàn)象[39]。RNA干擾技術(shù)具有高效阻抑、特異性強等優(yōu)點，因而受到廣泛關(guān)注。廖正平[40]采用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法將構(gòu)建的LCYERNAi及反義BCH雙價植物表達載體導(dǎo)入到多花水仙中，成功獲得轉(zhuǎn)基因植株，并用熒光定量PCR技術(shù)分析了目的基因在轉(zhuǎn)基因植株的表達情況，發(fā)現(xiàn)LYCE和BCH的表達量較非轉(zhuǎn)基因植株顯著降低，而且BCH表達量降低幅度沒有LYCE的降低幅度大，認為RNAi對基因的抑制作用強于反義RNA技術(shù)。

3.3共抑制法

共抑制法，又稱正義抑制法，即正向?qū)胍粋€(或幾個) 內(nèi)源基因的額外拷貝，抑制該內(nèi)源基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物mRNA的積累，進而抑制該內(nèi)源基因的表達[41]。該技術(shù)已經(jīng)在菊花[42]、蘭豬草[43]等花卉的花色改良上獲得成功。并已獲得一些新奇的花色，例如紅色玫瑰變成粉紅色，粉紅色香石竹變成淺粉色[4]。曾原飛[22]采用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法將從多花水仙金盞銀臺花瓣中分離出來的LYCB基因正向?qū)氲浇鸨K銀臺中，獲得了轉(zhuǎn)基因植株，目的基因的表達和性狀觀察還有待研究。

3.4外源目的基因的引入

此方法是將所研究的植物中原先不具有的一個(或幾個)基因?qū)肫渲?，從而使該研究植物增加一個(或幾個)新的性狀。例如玫瑰不具有合成藍色翠雀素必需的F3′5′H基因，可將從其他花卉中分離到的F3′5′H基因轉(zhuǎn)入到玫瑰中，從而獲得藍色玫瑰。葉祖云[44]首次利用根癌農(nóng)桿菌法，將F3′5′H基因轉(zhuǎn)入到多花水仙金盞銀臺中去。戴藝民等[45]將矮牽牛中正向Hf2基因和牽牛中的反向DFR基因構(gòu)成雙元表達載體，利用農(nóng)桿菌法導(dǎo)入多花水仙金盞銀臺愈傷組織中，得到了3株轉(zhuǎn)基因植株。

3.5轉(zhuǎn)錄因子的引入

轉(zhuǎn)錄因子可以調(diào)控結(jié)構(gòu)基因的表達，通過引入轉(zhuǎn)錄因子可以引起植物體內(nèi)特定花色素合成途徑的改變，從而導(dǎo)致花色的變異。將轉(zhuǎn)錄因子引入矮牽牛中，在原來不產(chǎn)生花青素的組織中發(fā)現(xiàn)了新合成的花青素[46]。溫超[47]將MYB轉(zhuǎn)錄因子用基因槍法導(dǎo)入到多花水仙金盞銀臺花中，進行瞬時表達研究，發(fā)現(xiàn)花瓣和副冠均產(chǎn)生紅色斑點。說明外源調(diào)控因子MYB對多花水仙花色苷代謝途徑產(chǎn)生影響，MYB誘導(dǎo)結(jié)構(gòu)基因的表達，使得多花水仙花瓣和副冠中產(chǎn)生花青素類物質(zhì)，從而引起其顏色的變化。

4問題及展望

4.1存在的主要問題

4.1.1分離得到的一些花色素結(jié)構(gòu)基因的拷貝數(shù)還不確定，色素基因可能存在著多拷貝或者多基因家族，確定拷貝數(shù)對于分析基因功能有重要意義。將來可以通過southern或者northernblot分析基因的拷貝數(shù)，然后用熒光定量檢測其相對表達量，驗證基因作用。

4.1.2分離到的花色相關(guān)基因的功能還有待深入研究，目前的研究多集中在花色基因的分子信息學(xué)分析和表達分析上，且表達分析基本是在mRNA轉(zhuǎn)錄水平上，蛋白質(zhì)水平的表達分析還未見報道，今后應(yīng)加強這方面的研究。

4.1.3類胡蘿卜素和類黃酮共同著色的機理還未有研究。多花水仙中同時存在著這兩類色素，目前還不確定是以哪種合成途徑為主、哪種為輔，或者是否兩者作用相當(dāng)，都還有待深入研究。

4.1.4穩(wěn)定、高效的遺傳轉(zhuǎn)化體系還未建立。多花水仙基因轉(zhuǎn)化方法主要是農(nóng)桿菌介導(dǎo)法，由于水仙是單子葉植物，農(nóng)桿菌對其不甚敏感，故轉(zhuǎn)化效率不高，提高轉(zhuǎn)化效率以及尋求多元化的轉(zhuǎn)化方法已成當(dāng)務(wù)之急。此外，目的基因轉(zhuǎn)化多花水仙的報道還不多，且大多數(shù)是單個目的基因的導(dǎo)入，這有可能會因為單基因表達強度不夠或作用機制單一而不能獲得理想的結(jié)果。未來可以嘗試同時轉(zhuǎn)入兩個以上的基因。

4.2前景展望

多花水仙花姿秀美，清香素雅，具有極高的觀賞價值，但花色不夠豐富。多花水仙花色基因工程的不斷發(fā)展和成熟，為解決這一問題提供了新的思路和途徑，隨著研究的不斷深入，有望獲得色香形俱佳的多花水仙新品種，這無疑將極大地提升多花水仙的觀賞價值和經(jīng)濟價值，對于促進我國水仙產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有深遠的意義。

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(責(zé)任編輯：林玲娜)

收稿日期：2016-02-26

作者簡介：秦軍，男，1990年生，碩士研究生。 通訊作者：潘東明，男，1956年生，教授(E-mail：pdm666@126.com)。

基金項目：福建省花卉苗木品種引進與研發(fā)創(chuàng)新項目([2013]42號)。

DOI：10.13651/j.cnki.fjnykj.2016.04.020

Research progress inNarcissustazettaflower color gene and the genetic transformation

QIN Jun1,2,PAN Teng-fei1,2, GUO Zhi-xiong1,2, PAN Dong-ming1,2

(1.InstituteofStorageScienceandTechnologyofHorticulturalProducts,FujianAgricultureandForestryUniversity,FujianProvince, 350002; 2.CollegeofHorticulture,FujianAgriculturalandForestryUniversity,FujianProvince)

Abstract:Research progress in Narcissus tazetta flower color gene and the genetic transformation in present years were reviewed, including the flower color composition, gene cloning, gene expression regulation, the genetic transformation of flower color gene etc. And the existed problems were analyzed, and developing prospect in the study area were briefly evaluated.

Key words:Narcissus tazetta; flower color; gene cloning; genetic transformation