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球色育种已经成为当今大白菜品质育种的一个重要领域,橙色大白菜新品种的培育成功,为大白菜品质育种中的又一成功例子。但是橙色大白菜中引起球色变化的类胡萝卜素积累机理尚不清楚。本试验研究从三个方面入手,以期找到引起类胡萝卜素积累的原因。首先本试验从细胞结构方面利用显微镜和电子显微镜来观察类胡萝卜素储存的细胞器-有色体,探讨了其积累是否与储存细胞器有关;再者,利用cDNA-AFLP技术从转录水平对橙色大白菜的类胡萝卜素积累机理进行了初步探究,分析了来自同一遗传背景的白色和橙色材料的球叶中与球色相关基因转录的差异;最后,利用本试验克隆到的橙色大白菜中类胡萝卜素合成途径中相关酶基因设计引物,进行实时荧光定量PCR,分析了橙色大白菜和普通结球大白菜类胡萝卜素合成途径中相关酶基因的相对表达量。得出的主要研究结果如下:1.以橙色大白菜与白色大白菜球叶叶片与顶芽为材料,应用光学显微镜和电子显微镜对其细胞内的质体进行观察研究。结果表明,橙色大白菜中的有色体主要分布在球叶叶片薄壁细胞的四周,在叶柄内,有色体主要分布在维管束中,薄壁细胞中较少;橙色大白菜球叶叶片毎个细胞内有6个左右的有色体,其类胡萝卜素呈晶体状结晶,但叶球顶芽细胞中无类胡萝卜素积累。2.以来自同一遗传背景的橙色材料与白色材料的球叶为材料,利用cDNA-AFLP技术应用256对引物对大白菜球色相关基因表达进行差异性分析。结果表明,共得到了12条差异片段,其大小在100-500bp之间。在白色材料(B)和橙色材料(C)中特异表达的各有6条。对这12条差异片段进行回收,克隆,连接,转化结果获得10条ESTs,进一步测序和同源性分析表明,与能量代谢有关的差异片段有4条,占40%;与信号传导有关的有1条,占10%;与抗逆性有关的片段有1条,占10%;功能未知的4条,占40%。3.以橙色大白菜和普通结球大白菜叶球不同部位的球叶为材料,以GAPDH基因为内参基因,对类胡萝卜素合成途径中7个相关酶基因进行实时荧光定量PCR分析。其结果显示:(1)番茄红素的上游基因PSY、PDS、ZDS在橙色大白菜中的各个部位其表达量都明显高于普通大白菜,尤其是PSY基因在球叶中的表达量高于普通大白菜2倍;(2)番茄红素的下游基因LYCB、LYCE、BCH、ZEP在球叶中的表达量没有什么明显的变化,可能不是引起橙色大白菜类胡萝卜素积累的关键酶基因;(3)LYCB基因在白色材料的球叶和外叶中的表达均明显高于橙色材料,而且其在外叶中的表达量约为橙色材料的2.1倍,而在内叶中两个材料的表达量则基本一致;(4)在橙色材料与白色材料之间,LYCE基因在橙色材料的外叶和内叶中的表达量明显高于白色材料,而且外叶中的表达量高于内叶,在球叶中的表达量两个材料基本一致;(5)BCH基因在白色白菜的外叶中表达量明显高于橙色材料,在内叶中的表达量低于橙色材料,其中球叶中的表达量两个材料基本一致;(6)ZEP基因在两个材料之间的外叶,球叶和内叶中的表达量基本一致,没有什么明显的差异;