向日葵CHS基因家族鉴定及其在花瓣着色进程中的表达

葛敏茜; 陈静; 曾银萍; 陈彦灼; 龙林茜; 李鑫娟; 杨军; 邹建

doi:10.19720/j.cnki.issn.1005-9369.2025.05.003

东北农业大学学报 ›› 2025, Vol. 56 ›› Issue (05) : 23 -33+44. DOI: 10.19720/j.cnki.issn.1005-9369.2025.05.003

向日葵CHS基因家族鉴定及其在花瓣着色进程中的表达

葛敏茜, 陈静, 曾银萍, 陈彦灼, 龙林茜, 李鑫娟, 杨军, 邹建

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摘要

查尔酮合酶（CHS）作为催化花青素前体物质合成关键酶，在植物花青素合成与积累及花色形成调控中发挥重要作用，但其在向日葵（Helianthus annuus L.）花瓣着色调控中的作用尚不明确。依据实验室向日葵转录组数据，应用生物信息学分析方法，筛选向日葵CHS基因家庭成员，分析向日葵CHS基因功能。结果表明：在向日葵中鉴定得到12个CHS基因候选成员，并发现它们属于ClassⅢ亚家族，与拟南芥、茄子、芒果中花青素合成及器官着色相关的CHS基因高度同源，说明这些向日葵CHS基因可能也具有相似功能。通过对黄色、紫红色向日葵进一步分析发现，向日葵CHS基因HaCHS1、HaCHS7、HaCHS8和HaCHS11表达水平变化规律与其花瓣中花青素积累水平变化高度一致，在紫红色向日葵着色花瓣中的表达水平远高于黄色向日葵，且随着紫红色向日葵花瓣花青素质量分数增加及花瓣着色加深而逐渐升高。推测HaCHS1、HaCHS7、HaCHS8和HaCHS11，可能参与紫红色向日葵花青素合成与积累，调节其花瓣着色进程。启动子顺式作用元件分析结果表明，HaCHS1、HaCHS7、HaCHS8和HaCHS11在介导紫红色向日葵花瓣花青素合成及花瓣着色过程中，可能受MYB、bHLH、ERF、AP2和WRKY等转录因子调控。紫红色向日葵花瓣中，HaCHS1、HaCHS7、HaCHS8和HaCHS11高水平表达，可能促进花青素的合成与积累，导致紫色花瓣着色，并呈现紫红色。