Page 133 - 《广西植物》2020年第1期

１ 期 张树伟等: ‘禾荔’优质晚熟突变体‘ＧＬＬ￣１’类黄酮糖基转移酶基因 ＬｃＵＦＧＴ 的克隆与表达分析 １ ２ ９

１ １ ２ １ １
ＺＨＡＮＧ Ｓｈｕｗｅｉ ꎬ ＰＥＮＧ Ｈｏｎｇｘｉａｎｇ ꎬ ＰＡＮ Ｊｉｅｃｈｕｎ ꎬ ＬＩ Ｈｏｎｇｌｉ ꎬ ＱＩＮ Ｘｉａｎｑｕａｎ ꎬ
１ １ １ １ １
ＺＨＵ Ｊｉａｎｈｕａ ꎬ ＬＩ Ｄｏｎｇｂｏ ꎬ ＸＵ Ｎｉｎｇ ꎬ ＨＯＵ Ｙａｎｊｉｅ ꎬ ＱＩＵ Ｈｏｎｇｙｅ ꎬ
３ ２ １∗
ＬＩ Ｐｉｎｇ ꎬ ＷＡＮＧ Ｊｉｎｙｉｎｇ ꎬ ＤＩＮＧ Ｆｅｎｇ
( １. Ｈｏｒｔｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅꎬ Ｇｕａｎｇｘｉ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓꎬ Ｎａｎｎｉｎｇ ５３０００７ꎬ Ｃｈｉｎａꎻ ２. Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌꎬ Ｇｕａｎｇｘｉ
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｎａｎｎｉｎｇ ５３０００４ꎬ Ｃｈｉｎａꎻ ３. Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ Ｓｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍａｄｏｎｇ Ｔｏｗｎꎬ Ｇｕｉｐｉｎｇ ５３７２１１ꎬ Ｇｕａｎｇｘｉꎬ Ｃｈｉｎａ )
Ａｂｓｔｒａｃｔ: ‘ＧＬＬ￣１’ ｉｓ ａｎ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｌａｔｅ￣ｍａｔｕｒｉｎｇ ｂｕｄ ｓｐｏｒｔ ｇｅｒｍｐｌａｓｍꎬ ｗｈｉｃｈ ｗａｓ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ｆｒｏｍ ‘Ｈｅｌｉ’. Ｔｏ ｒｅｖｅａｌ ｔｈｅ
ｇｅｎｅｔｉｃ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｌａｔｅ￣ｍａｔｕｒｉｎｇꎬ ｉｎ ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙꎬ ‘Ｈｅｌｉ’ ａｎｄ ‘ＧＬＬ￣１’ ｗｅｒｅ ｕｓｅｄ ａｓ ｔｈｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ. Ｔｈｅ ＬｃＵＦＧＴ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ａ
ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｇｅｎｅ ｏｆ ａｎｔｈｏｃｙａｎｉｎ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｐａｔｈｗａｙ ｗａｓ ｃｌｏｎｅｄ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｄ ｂｙ ｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃ ｍｅｔｈｏｄｓ. Ｔｈｅ ｃｏｒｅｌａｔｉｏｎ ｂｅ￣
ｔｗｅｅｎ ＬｃＵＦＧＴ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒ ｏｆ ｌａｔｅ￣ｍａｔｕｒｉｎｇ ｉｎ ‘ＧＬＬ￣１’ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ ＬｃＵＦＧＴ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ
ｌｉｔｃｈｉ ｆｒｕｉｔ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｂｙ ｑＲＴ￣ＰＣＲ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ: (１) ＯＲＦ ｏｆ ＬｃＵＦＧＴ ｇｅｎｅ ｗａｓ １ ３５９ ｂｐꎬ ｗｈｉｃｈ ｅｎ￣
ｃｏｄｅｄ ４５３ ａｍｉｎｏ ａｃｉｄｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｗｅｉｇｈｔ ｏｆ ５０.１６ ｋＤ. (２) ＬｃＵＦＧＴ ｇｅｎｅ ｗａｓ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｖｅ ｉｎ ‘ＧＬＬ￣１’ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ
ｌｉｔｃｈｉ ｃｕｌｔｉｖａｒｓꎬ ａｎｄ ａ ＰＳＰＧ ｂｏｘ ｅｘｉｓｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ Ｃ￣ｔｅｒｍｉｎａｌ. (３) Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｌｉｔｃｈｉ ｆｒｕｉｔꎬ ｔｈｅ ｃｏｌｏｒ ｏｆ ｐｅｒｉ￣
ｃａｒｐ ｂｅｇａｎ ｔｏ ｔｕｒｎ ｆｒｏｍ ｇｒｅｅｎ ｔｏ ｒｅｄꎻ ｔｈｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ ＬｃＵＦＧＴ ｗａｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ａｎｄ ｔｈｅｎ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｉｎ ｂｏｔｈ ‘ＧＬＬ￣１’ ａｎｄ
‘Ｈｅｌｉ’ꎻ ｔｈｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ ＬｃＵＦＧＴ ｗａｓ ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ａｔ ５６ ｄ ａｎｄ ６７ ｄ ａｆｔｅｒ ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ ｏｆ ‘Ｈｅｌｉ’ ａｎｄ ‘ＧＬＬ￣１’ꎬ ｒｅ￣
ｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙꎻ ｔｈｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ ＬｃＵＦＧＴ ｈａｄ ａ ｄｅｌａｙｅｄ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｉｎ ‘ＧＬＬ￣１’ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ ‘Ｈｅｌｉ’ꎬ ｗｈｉｃｈ ｗａｓ ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ ｗｉｔｈ
ｔｈｅ ｌａｔｅ￣ｍａｔｕｒｉｎｇ ｏｆ ｆｒｕｉｔｓ. Ｉｔ ｉｓ ｓｕｐｐｏｓｅｄ ｔｈａｔ ＬｃＵＦＧＴ ｐｌａｙｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｒｏｌｅ ｉｎ ｃｏｌｏｒ ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ ｐｅｒｉｃａｒｐꎬ ａｎｄ ｉｔ ｉｓ ｏｎｅ
ｏｆ ｔｈｅ ｋｅｙ ｇｅｎｅｓ ｔｏ ｒｅｇｕｌａｔｅ ｃｏｌｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｅｒｉｃａｒｐ. Ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅꎬ ｔｈｅ ｄｅｌａｙ￣ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ ＬｃＵＦＧＴ ｍａｙｂｅ ｔｈｅ ｍａｉｎ
ｒｅａｓｏｎ ｏｆ ｌａｔｅ￣ｍａｔｕｒｉｎｇ ｏｆ ‘ＧＬＬ￣１’.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: ｌａｔｅ ｍａｔｕｒｉｔｙ ｍｕｔａｎｔꎬ ＬｃＵＦＧＴꎬ ｆｒｕｉｔ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔꎬ ａｎｔｈｏｃｙａｎｉｎ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓꎬ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ

荔枝(Ｌｉｔｃｈｉ ｃｈｉｎｅｎｓｉｓ) 是我国华南地区种植面 结构基因依次有苯 丙 氨 酸 解 氨 酶 ( Ｐｈｅｎｙｌａｌａｎｉｎｅ
积最大的木本果树ꎬ是华南地区农民经济收入的 ａｍｍｏｎｉａｌｙａｓｅꎬ ＰＡＬ)、查尔酮合成酶( Ｃｈａｌｃｏｎｅ ｓｙｎ￣
主要来源之一ꎮ 目前ꎬ生产上缺乏特早熟和特晚 ｔｈａｓｅꎬ ＣＨＳ)、查尔酮异构酶( Ｃｈａｌｃｏｎｅ ｉｓｏｍｅｒａｓｅꎬ
熟优质荔枝品种ꎬ造成荔枝集中在六七月份成熟 ＣＨＩ)、黄烷 酮 ３￣羟 化 酶 ( Ｆｌａｖａｎｏｎｅ ３￣ｈｙｄｒｏｘｙｌａｓｅꎬ

上市ꎬ产 期 过 于 集 中ꎬ 造 成 农 民 丰 产 而 不 丰 收ꎮ Ｆ３Ｈ)、 二 氢 黄 酮 醇 还 原 酶 ( Ｄｉｈｙｄｒｏｆｌａｖｏｎｏｌ
‘禾荔’是广西传统的栽培品种ꎬ品质优良ꎬ并且丰 ｒｅｄｕｃｔａｓｅꎬＤＦＲ)、 花 色 素 苷 合 成 酶 ( Ａｎｔｈｏｃｙａｎｉｄｉｎ
产、稳产ꎬ突变体‘ ＧＬＬ￣１’ 不仅保留了‘ 禾荔’ 的优 ｓｙｎｔｈａｓｅꎬＡＮＳ) 和 类 黄 酮￣３￣Ｏ￣糖 基 转 移 酶 ( ＵＤＰ
良特性ꎬ而且成熟期延迟ꎬ较‘ 禾荔’ 晚熟 １５ ｄ( 李 ｇｌｕｃｏｓｅ:ｆｌａｖｏｎｏｉｄ ３￣Ｏ￣ｇｌｙｃｏｓｙｌ ｔｒａｎｓｆｅｒａｓｅꎬＵＦＧＴ) 等
平等ꎬ２０１６)ꎬ是调节荔枝品种栽培结构拉长鲜果 (Ｗｉｎｋｅｌ￣Ｓｈｉｒｌｅｙꎬ２００１)ꎮ 在荔枝中 ＵＦＧＴ 酶活性与
供应期的优异资源ꎬ同时也是荔枝熟期育种及果 果皮花色素苷合成显著正相关ꎬＬｃＵＦＧＴ 是荔枝果
实发育理论研究的重要材料ꎮ 皮红色形成的关键基因(王惠聪等ꎬ２００４ꎻＬｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ
‘ＧＬＬ￣１’一个最重要突变特征是其果皮着色 ２０１６)ꎮ 花色苷的生物合成受遗传因素和环境因
显著延迟ꎬ成熟期延后ꎮ 荔枝果皮着色是一个花 素共同影响ꎬ遗传因素主要影响花色苷合成的种
色苷合成积累的过程ꎬ最终果皮呈现出鲜艳的红 类和合成的时间ꎮ 突变体‘ ＧＬＬ￣１’ 与‘ 禾荔’ 有高
色ꎮ 自然界中花色苷以稳定的花青素的配糖体形 度相似遗传背景ꎬ但是果实成熟期显著不同ꎬ本研
式存在ꎬ常见的有六种:花葵素( ｐｅｌａｒｇｏｎｉｄｉｎ)、矢 究从‘ ＧＬＬ￣１’ 中分离 ＵＦＧＴ 基因ꎬ探讨‘ ＧＬＬ￣１’ 果
车菊素(ｃｙａｎｉｄｉｎ)、飞燕草素( ｄｅｌｐｈｉｎｉｄｉｎ)、芍药素 实成熟延迟的遗传基础ꎮ
(ｐｅｏｎｉｄｉｎ)、矮牵牛花色素( ｐｅｔｕｎｉｄｉｎ) 和锦葵色素
１ 材料与方法
(ｍａｌｖｉｄｉｎ) ( 王 延 玲 等ꎬ２０１２ꎻ 李 金 星 和 胡 志 和ꎬ
２０１３ꎻ肖长城等ꎬ２０１４)ꎮ 荔枝果皮中的花色苷主

要是矢车菊素￣３￣芸香糖苷(刘亮等ꎬ２０１３)ꎮ １.１ 材料
植物花色苷合成途径已经明确ꎬ在苯丙烷类 供试材料为‘ 禾荔’ 和其芽变‘ ＧＬＬ￣１’ꎬ样品
代谢的基础上经由类黄酮合成途径完成ꎮ 涉及的 采自桂平市麻垌镇( 芽变发现地)ꎬ样品为果实发