[发明专利]抑制黄色色素积累同时积累番茄红素和花青素苷在制备花瓣呈红色芸薹属植物中的应用

说明书

技术领域

本发明属于基因工程领域，具体涉及抑制黄色色素积累同时积累番茄红素和花青素苷在制备花瓣呈红色芸薹属植物中的应用。

背景技术

油菜是重要的油料作物，栽培历史悠久、经济价值高、用途广泛、适应性强，是我国的第一大油料作物，也是世界性的重要油料作物。物种分类学上，油菜由芸薹属的三个物种构成，分别为甘蓝型油菜(Brassica napus，2n＝38，AACC)、白菜型油菜(Brassica rapa ssp.oleifera syn.B.campestris，2n＝20,AA)、芥菜型油菜(Brassica juncea，2n＝36，AABB)。甘蓝型油菜油菜是由白菜(Brassica rapa)与甘蓝(Brassica oleracea，2n＝18,CC)通过自然种间杂交后双二倍化进化而来的一种复合种，虽然栽培历史仅有几百年，但由于其生长势强，丰产性高，已占世界及我国油菜种植面积90％的以上。白菜型油菜是芸薹属最早被驯化的物种之一，原产于我国西北地区的大白菜演化而来，世界范围内有广泛的分布面积和悠久的栽培历史。芥菜型油菜是由白菜与黑芥(Brassica nigra，2n＝16,BB)天然杂交后再自然加倍形成的双二倍体复合种，中国是其原始起源与分化中心，种植范围遍布世界。

随着经济水平的持续发展和社会现代化程度的不断提升，大众对生活品味的追求也与日俱增，不仅传统的名山大川式的旅游越来越火，田园休闲观光产业的发展也很迅速。油菜大面积生产上形成金黄色花的海洋，是越来越重要的田园生态旅游资源。油菜花观赏的时间为每年的十二月底到来年夏季。每个地方因为种植的时间略有不同，花期会有一点差异。在我国已形成几十个知名油菜花观赏地区，油菜花开时，竞相怒放、流金溢彩、绵延数十里，好似金浪滔滔的海洋。

自然界花卉颜色虽然种类繁多，但除芥蓝(B.oleracea var.alboglabra)的花瓣是乳白色以外，芸薹属植物的花瓣普遍为黄色系列，商业油菜品种全是黄色花瓣，过于单调。随着油菜花色田园生态观光产业的迅猛发展，迫切需要多姿多彩的花色性状，使之还可以开出红色、蓝色等，在不影响油菜菜籽的出油率和其他传统用途之外，增加其赏花价值，助推生态观光旅游。此外，特定的花色还是油菜育种界渴望的选择标记性状，而且花色的非黄色化还有助于减少露尾甲等虫害。因此，需要解析油菜花色性状的分子机理，并开展新花色的分子育种。

萝卜(Raphanus sativus)属于萝卜属，近年来的分子证据表明萝卜与白菜、甘蓝、甘蓝型油菜的距离甚至远小于黑芥与它们的距离，意思是说萝卜与芸薹属核心物种的距离小于芸薹属内部的种间距离。但另一方面，萝卜能开出红色系的花色，而芸薹属和众多近缘属(如白芥属)则只能开出黄色系的花。这是一个奇怪的现象，因此开展芸薹属与萝卜花色性状的比较研究，不仅是这些生物花色性状基础研究的需要，也可为油菜等芸薹属植物花色性状的遗传改良提供指导。

重要观花植物的花色分子机理和分子育种已取得显著进展，为研究其它植物花色机理和开展分子育种提供了重要参考。花色主要由类黄酮(flavonoids)和类胡萝卜素(carotenoids)两大类色素决定。

类黄酮是最见的花色素，贡献黄色、橙色、红色到紫色的一系列色系。类黄酮为水溶性物质，具有一个C15骨架，按结构主要分为9类：查尔酮(chalcones)、橙酮(aurones)、异黄酮(isoflavonoids)、黄酮(flavones)、黄酮醇(flavonols)、黄烷双醇(flavandiols)、花色苷(anthocyanins)、缩合单宁(condensed tannins,即原花青素,proanthocyanins)和鞣酐(phlobaphenes)，它们中对植物着色贡献最大的是花色苷、黄酮醇、查尔酮和橙酮。花色苷是最大的一类类黄酮物质，为花朵或其它组织贡献品红、红色、紫色、蓝色等色调，积累于细胞的液泡或色素细胞中，天竺葵素(pelargonidin)、矢车菊素(cyanidin)、飞燕草素(delphinidin)是最常见的三类花色苷；而黄色色调则由查尔酮、橙酮、黄酮醇、黄酮提供。