藍莓花青素生物合成相關基因表達與分子進化分析

鄭嘉偉，王蘭嬌，李大婧，柴 智，張曉曉，黃午陽,*

（1.江蘇大學食品與生物工程學院，江蘇 鎮江 212013；2.江蘇省農業科學院農產品加工研究所，江蘇 南京 210014）

花青素是自然界一類廣泛存在于植物中的水溶性天然色素，存在于很多食品中。花青素對人類健康有積極的影響，具有抗氧化、抗癌、保護視網膜、降低血脂、抗衰老和改善腸道健康等重要功效[1]。藍莓含有豐富的花青素。因此有關藍莓花青素的研究也不斷深入，其中包括一些有關基因及其調控方面的研究。植物花青素生物合成途徑中的結構基因可以達到協同調控花青素生成的作用，在紅葡萄中與花青素合成有關的查耳酮合酶（chalcone synthase，CHS）、尿苷二磷酸-葡萄糖-類黃酮-3-葡萄糖基轉移酶（uridine diphosphate-glucoseflavonoid-3-glucosyl transferase，UFGT）等結構基因表達量均高于白葡萄[2]。CHS是花青素合成途徑中的第一位關鍵酶，能夠催化生成柚皮素查耳酮，并在查耳酮異構酶（chalcone isomerase，CHI）、黃烷酮-3-羥化酶（flavanone 3-hydroxylase，F3H）、二氫黃酮醇-4-還原酶（dihydroflavonol-4-reductase，DFR）和花青素合成酶（anthocyanidin synthase，ANS）的連續作用下形成花青素[3-5]，而花青素還原酶（anthocyanidin reductase，ANR）是合成原花青素的關鍵酶，在形成花青素后經ANR的催化可生成原花青素，而不通過UFGT轉化較為穩定花色苷[6-7]，通過不同途徑分支消耗相同底物也是花青素合成的一種調控機制，可以說ANR基因在花青素的生物合成過程中起負調控作用，有研究表明，擬南芥在缺少ANR基因的情況下能夠促使花青素合成，使擬南芥的花青素含量提高[8]。當花青素合成遭到阻礙時，可以發現CHS、ANS和UFGT基因的表達水平大幅度降低[9]。植物中花青素含量受多方面因素影響?！?br>