园林植物育种学：05花色遗传.ppt

花色遗传,花是自然界最美好的事物之一， 花最神 秘的特征之一应该说是它的颜色花色是重要的观赏性状英国Ball Colegrave（保尔-科勒格拉维 ）园艺公司 ；每株售价约为2英镑到3英镑 ；斯图尔特勒文说：“这是独一无二的、世界上第一朵花瓣为全黑色的矮牵牛 但严格意义上来说这些花朵所呈现出来的并非真正的黑色，而是一种非常深的深紫色，从而使其看起来更接近黑色而已同一物种有不同花色不同物种有相同的花色不仅花瓣有颜色，其他的花器官也有色彩五彩缤纷的花使世界更美好植物的花色是由什么物质呈现出来的？为什么会呈现出这么丰富的花色？花色的遗传有规律吗？（花色遗传育种）,花色之迷（日）安田齐著；张承志，佟 丽译北京市：中国林业出版社 , 1989.08 花色的生理生物化学（日）安田齐著；傅玉兰译北京市：中国林业出版社 , 1989,花色,光线照射到花瓣上穿透色素层时部分被吸收，部分在海绵组织层反射折回，再度通过色素层而进入我们眼帘所产生的色彩一、花色素,现代生物化学的研究，揭示了花色的化学基础，决定花色的物质成份主要有三大类群：类胡萝卜素Carotenoid（黄色至红色）类黄酮 Flavonoid（黄色、白色）花青素Anthocyanidin（花色素苷）（红色系）甜菜碱 Betaine （黄色）,类胡萝卜素,类胡萝卜素是胡萝卜素和胡萝卜醇的总称。

有红色、橙色及黄色的色素，它在生物界广泛分布 类胡萝卜素一般不溶于水，可溶于脂肪和类脂，因而在植物细胞内不能以溶解状态存在于细胞液中，一般含于细胞质内的色素体上，故又称其为质体色素,1 类胡萝卜素,结构： 胡萝卜素特有的颜色是由这些双键形成的，双键的位置不同，胡萝卜素的类型就不同，颜色也发生变化2.类黄酮A、B是两个苯环，C环称为-吡喃酮 类黄酮是在化学结构上以黄酮核为基础的一类物质的总称C,类黄酮可部分地被羟基和甲氢基取代，形成各种类黄酮（3000多种化学结构）3.花青素,基本结构单元：2-苯基苯并吡喃型阳离子，即花色基元 天然的花色素7种天竺葵色素（砖红色）；花青素（红色）；花翠素（蓝色）；甲基花青素； 3甲基翠素；锦葵色素；报春花色素花色素苷是构成从红色到紫色、蓝色的主要物质，它们以可溶性糖苷的形式存在于植物体中，即由真正的着色物质跟一个或多个糖分子结合而成的化合物 大多数花色苷很像pH指示剂，低pH值时呈红色；高pH值时无色；中间为淡蓝色 在pH低于2时，花色苷主要以红色或黄色存在 ，随着pH值的升高，花色苷损失质子而形成红色或兰色 甜菜碱,包括甜菜黄素I和甜菜黄素II，甜菜黄质和甜菜色苷结构相似的色素，呈黄色。

1. 抗脂肪肝: 枸杞对脂质代谢或抗脂肪肝的作用, 主要是由于其中含有甜菜碱 2. 降压: 对麻醉动物有轻度降压作用, 但对高血压无效 3. 抗肿瘤:与D-异抗坏血酸配用，在体外能抑制肉瘤37、艾氏癌瘤和淋巴样白血病L1210(LE)的有丝分裂, 作用较单独用药为强 4. 其它: 其氯化物铝盐有抗溃疡作用及治疗胃炎、促进伤口愈合尚有止汗及去味等作用二、色素在花瓣中的分布 色素在花瓣片中分布不是均匀的，而只是分布于某一部分(层)中一般色素存在于上表皮细胞中，但颜色较深的花瓣中，栅栏组织和海棉组织的细胞中也含有色素甚至有时连下表皮细胞中也含有色素 类胡萝卜素以沉积或结晶状态存在于细胞质内的色素体上(质体上)，而类黄酮则以溶解于细胞液的状态存在于液泡内三、色素合成途径,花卉色素是花色变异的基础，但一朵花呈现什么样的花色不仅与色素种类有关，还受细胞内色素含量、色素的理化性质及花瓣内部或外部结构等多种因素影响，因而使花色变化万千 四 花色的变异,一）花色的种类,1.纯色花奶油色、象牙色、白色黄色橙色、绯红色、褐色深红色、粉红色、紫色、蓝色和黑色,2. 变色花 一般，随着花朵的开放其花色也呈现出一些变化，有时这种变化极明显 。

不同开花阶段色素所处的花瓣内的理化条件不同，既使色素种类未变也能引起花色的改变 二）花色变异的机理,1.色素种类2.细胞内色素含量.3.色素的理化性质4. 花瓣组织对花色的影响,3.色素的理化性质,4. 花瓣组织对花色的影响,白色的花：从白色花瓣中提取出来的色素为淡黄色的黄酮类物质，植物界不存在白色色素使花瓣呈现白色的实质性问题是花瓣中的气泡黑色的花,对蔷薇红色品种和黑色品种花瓣的切片，比较其上表皮细胞的形态，花瓣的表皮细胞共同点均为乳头状 ，但黑色品种和红色品种相比较，具有向垂直于花瓣表面的方向显著伸长的特征 黑色品种这种特殊的表皮细胞构造使之易于产生自身的阴影，因此，在人的视觉上就感觉花瓣是黑色的五、花色的遗传调控,一） 花色的遗传学基础 绝大多数影响花色的因素是由基因控制的，而控制花色的基因又是高度专化的，各专一化的基因构成一个有序的基因系统并共同作用，形成万紫千红的花色三、色素合成途径,1花的色素基因,花色素合成的起始和终止完全由基因调控 金鱼草： 白化症基因呈显性N时，合成色素即开始； 当基因呈n时，色素合成便停止，出现了白化症香豌豆：花青素合成的各个阶段都与E和Sm两个基因有关 e sm： 则生成天竺葵色素，呈砖红色； e Sm： 则形成花青素（矢车菊型花青素）,呈红色； E sm或ESm：则生成花翠素，呈蓝色 。

香石竹的花色由6个基因控制，其中3个基因决定花色的有无，另外3个基因决定花色的浓淡 大丽花遗传性极为复杂，花色丰富，有黄、橙色、绯红、象牙红、品红等，其颜色有多个基因控制,2花的色素量基因,花色由于色素含量影响花色从浅色到深色，颜色的深浅也是基因决定的 紫花地丁花从白色到深蓝紫色，中间有过渡颜色，这是由于有A、B两组基因及其显隐性组合不同所致，aabb白色，aaBB和aaBb浅蓝紫色，AaBb呈蓝紫色，AABb和AABB均呈深蓝紫色 （加性-显性效应）,3花的色素分布基因,有的花只在花瓣中间带色，而有的只在花瓣基部带色；有的在花瓣边缘带色，而有的只在花瓣中间带色等等色素在花瓣中的分布也是由基因决定的 虞美人，W基因控制花色素的分布，W基因强烈抑制花瓣四周花色素的合成，所以具有W基因的花，其花瓣边缘为白色镶边4助色素基因,助色素单独含于细胞中时几乎无色，但它与花青素同时存在细胞中时，就与花青素形成一种复合体这种复合体呈蓝色，与花青素本来的色调完全不同 ，这种复合体是产生蓝色花的重要原因5易变基因,一些花卉如矮牵牛、金鱼草、牵牛及桃花、杜鹃等在花朵中经常发生花色基因的突变，而且回复突变的频率也很高，对这一部分能频繁来回突变的基因称为易变基因 。

6控制花瓣内部酸度的基因 花瓣内部酸性强弱也受基因的控制花青素色调所发生的微小变化，是由某种程度酸性强弱的改变引起的，所以说控制酸度的基因与花的颜色有着不可分割的密切关系 虞美人的P基因，亦有使细胞液pH降低的作用在具有这种基因的植物中，即便色素色种类或含量相同，只要控制的基因是显性，花瓣就带红色；如果是隐性，则花瓣为蓝色7.基因和环境 花色的形成不仅受基因地控制，而且与栽培环境和管理有关栽培的环境主要有：光、温度、天然、肥料等栽培的措施主要有：水、肥、土等 只有基因、环境、管理三者有机的配合，才能使基因表达表现型基因型环境,二）花色遗传的一般规律,W 有色的 ww 白色的In 非象牙白色 inin 象牙白色Y 非黄色 yy 黄色B 紫红或黄紫色 bb 蓝色P 紫红或黄紫色 pp 粉红、蔷薇色、红色Did使色彩加浓 did 使色彩变淡上述六个基因的上下位关系是：WInYBPDid三）花色改良的途径,有性杂交；目的基因的转化；调节基因的遗传转化；,红橙色的万寿菊中混杂了黄色的基因后，花色变浅，对应叶黄素的含量亦会降低问题：,1.花色素主要分为哪几大类群？2.花变色的机制是什么？试举例说明。

3.花色遗传的应用,。