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1、24 二月 2023第九章第九章 花色遗传花色遗传教学要求教学要求 n1.重点要求：花色遗传；重点要求：花色遗传；n2.理解掌握：花色素的三大类群；理解掌握：花色素的三大类群；n3.一般要求：花色概述，花色和色素，花色一般要求：花色概述，花色和色素，花色素基因、花色素量基因、花色素分布基因、素基因、花色素量基因、花色素分布基因、不同花色杂交的显隐性；不同花色杂交的显隐性；n4.不作要求：助色素基因、易变基因、控制不作要求：助色素基因、易变基因、控制花瓣内部酸度的基因，基因和环境。花瓣内部酸度的基因，基因和环境。一、自然界的花与花色一、自然界的花与花色1.1.花是由叶子变来的花是由叶子变来的2.
2、2.花色与显眼的花花色与显眼的花3.3.昆虫所看到的花昆虫所看到的花花色的类别花色的类别n白色白色n黄色黄色n红色和蓝色红色和蓝色白牡丹白牡丹黄麒麟黄麒麟粉国色粉国色蓝色花蓝色花花色表型的花色表型的测定：英国测定：英国皇家园艺学皇家园艺学会比色卡会比色卡二、花色的化学基础二、花色的化学基础1.1.花色素的三大类群花色素的三大类群（1 1）类胡萝卜素（红色、橙色及黄色）类胡萝卜素（红色、橙色及黄色）（2 2）类黄酮（黄色、白色、）类黄酮（黄色、白色、）花色素苷（红色系）花色素苷（红色系）（3 3）其他色素（甜菜碱、单宁）其他色素（甜菜碱、单宁）（1）类胡萝卜素）类胡萝卜素（2）类黄类黄酮物酮物质
3、质A 花青素苷花青素苷构成从构成从红色红色、紫色紫色到到蓝色蓝色的主的主要物质。要物质。黄酮黄酮B B 花黄色素花黄色素n黄酮和黄酮醇的统称。黄酮和黄酮醇的统称。n从象牙白色至深黄色。从象牙白色至深黄色。（3）其他色素（甜菜红素类、单宁）其他色素（甜菜红素类、单宁）2 2、色素的生化合成、色素的生化合成n色素是细胞中的次生代谢物色素是细胞中的次生代谢物n色素合成过程中经多次化学反应色素合成过程中经多次化学反应n可进行多级调控的反应可进行多级调控的反应笨丙氨酸笨丙氨酸Phenylalanin肉桂酸盐Cinnamate4-香豆酸盐香豆酸盐4-Coumarete4-香豆酰-CoA4-Coumaroy
4、l-CoA咖啡酰-CoACaffeoyl-CoA丙二酰-CoAMalonyl-CoA柚配质-查尔酮Naringeninchalone圣草酚-查尔酮Eriodictyolchalone五羟黄酮Pentahydroxyflavanone柚配质（黄酮）Naringenin）圣草酚Eriodictyol二氢杨梅黄酮Dihydromyricetin二氢堪非醇Dihydrokaempferol二氢槲皮醇Dihydroquercetin无色飞燕草色素Leucoderlphinidin无色天竺葵色素Leucopelargonidin无色花青素Leucocyanidin飞燕草色素Derlphinidin天竺葵色
5、素Pelargonidin花青素Cyanidin飞燕草色素-3-糖苷Derlphinidin-3-Glc天竺葵色素-3-糖苷Pelargonidin-3-Glc花青素-3-糖苷Cyanidin-3-Glc图图1 花色素苷合成途径花色素苷合成途径注明：注明：为主要途径为主要途径；为辅助途径为辅助途径；为菊花体内途径为菊花体内途径3 3、色素在花瓣中的分布、色素在花瓣中的分布紫玉兰紫玉兰郁金香郁金香贴梗海棠贴梗海棠金盏菊花瓣金盏菊花瓣上、下表皮上、下表皮三、花色变异的机理三、花色变异的机理1.1.花色和色素的种类花色和色素的种类1 1）奶油色、象牙色、白色：含有无色或淡黄色的）奶油色、象牙色、白色
6、：含有无色或淡黄色的黄酮或黄酮醇黄酮或黄酮醇2 2）黄色：类胡萝卜素、类黄酮、二者兼有）黄色：类胡萝卜素、类黄酮、二者兼有3 3）橙色、绯红色、褐色：类胡萝卜素、花青素苷、）橙色、绯红色、褐色：类胡萝卜素、花青素苷、花青素苷和橙酮及其他黄色的类黄酮花青素苷和橙酮及其他黄色的类黄酮4 4）深红色、粉红色、紫色、蓝色和黑色等：花青）深红色、粉红色、紫色、蓝色和黑色等：花青素苷素苷5 5）花朵开放所引起的花色变化）花朵开放所引起的花色变化黑色蔷薇花瓣黑色蔷薇花瓣中提取出类似中提取出类似于于红色蔷薇花红色蔷薇花瓣瓣中的色素。中的色素。色素种类与花色色素种类与花色三、花色变异的机理三、花色变异的机理2.
7、2.色素的理化性质与花色色素的理化性质与花色1 1）花色素苷类（羟基、甲氧基数）花色素苷类（羟基、甲氧基数）2 2）花黄色素（）花黄色素（4 4种方式发挥作用）种方式发挥作用）3 3）类胡萝卜素（质体内的色素与细胞液中的）类胡萝卜素（质体内的色素与细胞液中的色素间无相互作用）色素间无相互作用）花青素花青素B环上羟基、甲氧基数和色调的关系环上羟基、甲氧基数和色调的关系色素的理化性质与花色色素的理化性质与花色色素的理化性质与花色色素的理化性质与花色三、花色变异的机理三、花色变异的机理3.3.花瓣组织对花色的影响花瓣组织对花色的影响白色的花黑色的花墨牡丹墨牡丹墨魁墨魁四、花色的遗传调控四、花色的遗传
8、调控1.1.花色的遗传学基础花色的遗传学基础 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，形成万紫千红的花一个有序的基因系统并共同作用，形成万紫千红的花色。色。首先，首先，花色的有无花色的有无是由基因控制的；是由基因控制的；其次，还存在决定其次，还存在决定色素种类和色素量的基因色素种类和色素量的基因；再有，再有，花色素性质的变化花色素性质的变化也是特定基因控制的；也是特定基因控制的；此外，此外，其他色素其他色素形成与否及共同着色，形成
9、与否及共同着色，细胞液的细胞液的PHPH值值，色素的分布色素的分布等都是由特定基因控制的；等都是由特定基因控制的；最后，基因并不是孤立的，基因间互做亦影响花色。最后，基因并不是孤立的，基因间互做亦影响花色。（1 1）影响花色的基因）影响花色的基因n花色素合成的起始和终止完全由基因调花色素合成的起始和终止完全由基因调控。控。n金鱼草的白化症基因（金鱼草的白化症基因（N，n）n香豌豆花色素产生（香豌豆花色素产生（E，Sm）n香石竹的花色由香石竹的花色由6个基因控制个基因控制PhenylalaninCinnamate4-Coumarete4-Coumaroyl-CoACaffeoyl-CoAMalo
10、nyl-CoANaringeninchaloneEriodictyolchalonePentahydroxyflavanoneNaringeninEriodictyolDihydromyricetinDihydrokaempferolDihydroquercetinLeucoderlphinidinLeucopelargonidinLeucocyanidinDerlphinidinPelargonidinCyanidinDerlphinidin-3-GlcPelargonidin-3-GlcCyanidin-3-GlcPAL4CLC4HCHSCHSCHICHIF35HF3HDFRANSFGTF
11、GTFGTANSANSDFRDFRF3HF3HF3HF3HFig.1ANTHOCYANINBIOSYNTHETICPATHWAYCC3HF35H花色素量基因花色素量基因花色素分布基因花色素分布基因（2 2）调节花色的基因）调节花色的基因易变基因易变基因YR红色红色Yr黄色黄色yR/yr白色白色跳枝现象跳枝现象A a控制花瓣内部酸度的基因控制花瓣内部酸度的基因基因基因D控制控制酸碱度酸碱度DD pH5.34dd pH5.93玉米花色素苷合成途径的调节基因玉米花色素苷合成途径的调节基因3.3.花色遗传的实例花色遗传的实例n马鞭草：马鞭草：紫红色含有紫红色含有3,53,5二糖二糖苷飞燕草色素，这是由
12、一苷飞燕草色素，这是由一对基因的差异所决定的，对基因的差异所决定的，当包含当包含3,53,5二糖苷的二糖苷的F F1 1自自交时，紫红色和栗色的分交时，紫红色和栗色的分离是离是3 3：1 1。n樱草：樱草：bRbR植物开红花；植物开红花；brbr植物开蓝花；植物开蓝花；BRBR植物开洋红色花；植物开洋红色花；BrBr植物开蓝灰色花。植物开蓝灰色花。3.3.花色遗传的实例花色遗传的实例n好望角莴苔好望角莴苔象牙色象牙色arod arod 粉红色粉红色AroD AroD 洋红色洋红色ARODAROD蓝色蓝色AROD AROD 橙红色橙红色Arod Arod 蔷薇红色蔷薇红色Arod Arod 紫红
13、色紫红色ArodArodn大丽花花色的遗传大丽花花色的遗传五、花色遗传的一般规律五、花色遗传的一般规律 影响花色的基因之间的关系影响花色的基因之间的关系 （19601960，巴利斯、汉，巴利斯、汉尼、威尔逊。）尼、威尔逊。）W W 有色的有色的 ww ww 白色的白色的In In 非象牙白色非象牙白色 iviv iviv 象牙白色象牙白色Y Y 非黄色非黄色 yy yy 黄色黄色B B 紫红或黄紫色紫红或黄紫色 bb bb 蓝色蓝色P P 紫红或黄紫色紫红或黄紫色 pp pp 粉红、蔷薇色、红色粉红、蔷薇色、红色DidDid使色彩加浓使色彩加浓 did did使色彩变淡使色彩变淡上述六个基因的上下位关系是：上述六个基因的上下位关系是：WInYbPDidWInYbPDid。六、花色改良的途径六、花色改良的途径n1)1)有性杂交；有性杂交；n2)2)目的基因的转化；目的基因的转化；n3)3)调节基因的遗传操作；调节基因的遗传操作；n4)4)基因转录水平上的调节；基因转录水平上的调节；n5)5)基因转译水平上的调节。基因转译水平上的调节。1)1)有性杂交；有性杂交；香石竹杂交种香石竹杂交种Puple Carnation4）突变育种）突变育种3）辐射诱变育种）辐射诱变育种4）利用生物技术改良花色）利用生物技术改良花色