第十章花色遗传ppt课件
花色遗传问题解析方法归纳
花色遗传问题解析方法归纳花色遗传问题是指通过遗传方式产生的花朵颜色的变化。
解析花色遗传问题对于研究花卉的遗传性状具有重要意义。
本文将对花色遗传问题的解析方法进行归纳和总结。
1. 遗传基础分析法遗传基础分析法是通过分析亲代与后代之间的遗传关系，推断出花色遗传的模式和规律。
常用的遗传基础分析方法包括：- 重复配对法：通过连续几代的重复配对，观察花色在不同亲代之间的遗传表现，推断出花色的遗传方式和比例。
- 交叉配对法：通过对不同类型的亲本进行交叉配对，并观察后代花色的表现，确定不同基因型对花色产生的影响。
- 回交法：将杂交后代回交到纯合亲本中，观察回交后代的花色表现，确定杂交后代中的基因型组合。
2. 分子生物学方法分子生物学方法对花色遗传问题的解析提供了更精确的手段。
通过分析花卉基因组中与花色相关的基因，确定花色的遗传机制和调控途径。
常用的分子生物学方法包括：- 基因克隆法：通过克隆和分析与花色相关的基因，确定基因的序列和功能。
- 基因表达分析法：通过比较不同花色花朵中基因的表达差异，揭示花色形成的调控机制。
- 基因编辑技术：利用基因编辑技术，直接修改花卉基因组中与花色相关的基因，验证基因与花色之间的关系。
3. 统计学方法统计学方法是对花色遗传问题进行数理统计和分析，从统计学角度探究花色遗传的规律和特点。
常用的统计学方法包括：- 卡方检验法：通过卡方检验判断不同花色之间的遗传比例是否符合理论模型。
- 方差分析法：通过方差分析比较不同基因型和环境条件对花色的影响，确定遗传与环境之间的相互作用。
- 相关分析法：通过相关系数分析不同基因与花色之间的关联性，揭示基因对花色的贡献程度。
以上是常用的花色遗传问题解析方法的归纳，研究人员可以根据具体情况选择适合的方法进行分析和研究。
通过深入研究花色遗传问题，我们能够更好地了解花卉的遗传机制和性状表达方式，为花卉育种和遗传改良提供科学依据。
花色遗传知识
B End
花色素的三大类群
类黄酮
B 金花茶
10:23
花生花
花色素的三大类群
花青素
凤仙花
天竺葵色素（砖红色） 红 花青素（红色） 花翠素（蓝色） 蓝
甲基花青素 3´甲花翠素
锦葵色素 报春花色素
B
10:23
花色与色素
纯色花 变色花奶油色、象牙色、白色花
黄色花 橙色花与褐色花 深红色、粉红色、紫色、蓝色、黑色 变色花
B
10:23
助色素基因
功能：与控制色素种类的基因或决定色素含量的基因密切相关
性质：属类黄酮，单独存在于细胞中几乎无色 但与花青素共存时，形成一种复合体，呈蓝色
(蓝色)
(红色)
复合
花青素 戊醇or加热
体生
花青素
成与 分解
助色素
室温
A
花青素 助色素
合成途径
助色素
原料物质 a
B
10:23
兰色花重要成因
易变基因
定义：能频繁来回突变的 即回复突变频率较高的基因称为易变基因
常造成花序或花朵上形成异质条纹、斑块的效果
矮牵牛、金鱼草、牵牛、桃花、杜鹃、鸡冠花等
紫 茉 莉 的 异 质 条 纹
B
10:23
控制花瓣内部酸度的基因
功能： 控制花瓣内部酸性强弱的基因 特别提示：在含有这种基因的植物中，即使色素的种 类或含量相同，只要的控制酸度的基因是显性，花瓣就 带红色；若是隐性，则为蓝色
报春花 R/r基因和D/d共同控制，前者影响酸度， 后者作用于前者。
香豌豆 D基因可降低花瓣细胞液中的 pH值 虞美人 P基因可降低花瓣细胞液中的 pH值
花色的遗传育种
课程：园林植物遗传育种专题题目：花色的遗传特性和育种2012年12月22日目录1.花色的含义及其化学基础 (3)1.1 花色的含义 (3)1.2花色的化学基础 (3)1.2.1花色素的种类 (4)1.2.1.1类胡萝卜素 (4)1.2.1.2类黄酮 (4)1.2.1.3 与生物碱有关的其它水溶性色素 (4)1.2.2色素在花瓣中的分布 (4)2花色的成色作用 (5)2.1细胞内pH值 (5)2.2分子堆积作用( molecular stacking) (5)2.3螯合作用 (6)2.4花瓣表皮细胞的形状 (6)3花色的遗传特性 (6)4改变花色的途经方法 (7)4.1杂交育种 (7)4.2突变育种 (9)4.3基因工程在花色育种中的应用 (10)5小结 (11)花色的遗传特性和育种摘要：介绍了植物花色遗传的基础，花色素的种类，显色影响因素，以及花色的遗传表现特性。
综述了我国花色遗传学和改变花色方法的研究进展，特别是基因工程在改变花色中的应用，并对花色基因工程的前景作一展望。
关键词：观赏植物花色育种基因工程ornamental plants genetic andbreedingAbstract: Describes the genetic basis of plant color, flower color type, color factors, and control the formation of the color gene. An overview of China's color change color genetics and methods of research, especially genetic engineering to change the color of the application, and color to make a genetically engineered future prospects.Keywords: breeding of ornamental plants genetic engineering花色是观赏植物的重要性状，花色的优劣直接关系到观赏植物的观赏价值和植物接授传粉的几率，创造新花色也是园林花卉育种的主要目标之一。
植物花色遗传机理
植物花色遗传机理姓名：胡浩班级：生物技术121 学号：11312112 摘要: 植物花色是决定植物观赏价值的关键特征。
以相关研究为例，介绍决定花色的相关分子机理; 论述花色遗传调控的机理。
关键词：花色；遗传调控；花色素；花色改良1、花色素的化学组成与存在组织植物花朵中主要含有三大类色素，即类黄酮( Flavonoids) 、类胡萝卜素( Carotenoids) 及生物碱类( Alkaloid ) 。
各种色素的合成备一套完整的链式反应, 其表达由一系列基因及基因组控制。
类黄酮是植物的次生代谢产物，分为黄酮、黄酮醇、黄烷酮(flavonone)和花色苷(anthocyanins)等。
花色苷即花色素苷，控制花的粉红、红、蓝、紫和红紫等，由花色素和糖(saccharide)组成。
类胡萝卜素是胡萝卜素(carotene)和叶黄素(xanthophyll)(即胡萝卜醇，carotenol)的统称，所含共轭双键构成生色团，表现黄、橙、红和紫等。
生物碱是含负氧化态氮原子的环状有机物，是氨基酸的次生代谢产物。
花色素一般存在于花瓣的上表皮细胞,深色花瓣的栅状组织、海绵组织及下表皮细胞也含有色素。
不同花色素在细胞内存在的位置及状态不相同, 类胡萝卜素以沉积形式或结晶态存在于细胞质的色素体上, 而类黄酮则以细胞液状态存在于液泡之中。
花色是色素综合的外在表现, 决定于液泡的p H 值、花色素普、黄酮醇及其它辅色素的存在与浓度。
2、液泡pH值对花色影响花瓣细胞液pH 直接与花色相关。
尽管花瓣细胞液pH多在2.5~7.5，但红色花的细胞液比蓝色花的酸性更强; 红色花衰老时液泡pH增加且花色变蓝。
花瓣细胞液pH直接影响花色素的颜色表现。
花色苷呈色具pH 依赖性：pH<2时显红或黄; pH<3时显红或蓝; pH>6时显多种色; pH3~6时形成的无色甲醇假碱可再转化为无色顺式查尔酮和反式查尔酮; 在特定pH溶液中，花色苷的几种型式达成平衡且表现特定颜色; 一般，花色苷在低pH下为红色且稳定，在弱酸性的液泡pH下更趋蓝色且常不稳定;pH也影响花色苷的共色作用而影响花色。
《遗传学》课件ppt课件
定律，建立了颗粒式遗传的机制（1866年 ） De Vries, Correns, Von Tschemak: 孟德尔 2011/1 定律再发现（1900年）
2. 遗传与环境对B性状的相对作用如何 ？
3. 如何解释同卵双生子中，两个性状 2011/1 之间符合度的差异？
性状的多基因决定与基因的多效性 表现度、外显率——基因表达的变异
表现度：一定环境下，某一突变个体基因型表 达的差异程度，果蝇Lobe Eyes小眼基因
外显率：一个基因型，有些个体表现一定表型 而另外一些不表现。
2011/1
1940-1952：细胞向分子水平过渡时期， 以微生物为研究对象，采用生化方法研 究遗传物质的本质及功能
1941，Beadle & Tatum* 一个基因一个酶 1944，Avery 细菌转化实验，证明DNA是遗
传物质 1952，Hershey* 噬菌体感染实验
2011/1
2011/1
一个细胞经减数分裂产生4个配子。在粗线期这个细 胞的细胞核含有5pg的DNA，则每个配子的DNA含量 为 pg。
2011/1
2011/1
被子植物有性生殖过程中由大孢子发育为 胚囊需要经过（ ） A．1次减数分裂和2次有丝分裂形成8个核
B．减数分裂形成4核 C ．3次有丝分裂形成8个核 D． 2次有丝分裂形成4个核
2011/1
2011/1
减数分裂特征
连续进行两次核分裂，而染色体只复制一次，结果形
成四个核，每个核含有单倍数染色体，即染色体减半 前期特别长，且变化复杂，重要事件包括同源染色体配对（联会
1A “花色与遗传”
教學示例
【分享經驗整合成果】
以下是一個示例： 1.辦一個研究成果發表會 2. 色盲者的世界又是何種顏色？ 為他們不能開車，原因又是甚麼？我們應珍惜可見
說明
的花花世界，怎樣利用自交、雜交選擇你喜歡的花色，將自己想的解決方法和大家 分享，而大家提出問題，探討這方法的可行性？
3.回應每個活動的「評量表」：學生可以在「分組成果發表會」上提出問題或私下參訪各 小組成員，討論評量單上的題目。 4.對探討工作之檢討，例如 ‧在本次研究中，你們小組感到最有成就的是什麼？ ‧體認到「顏色」對生物或人的影響是些什麼？
【評鑑與展望】
以下是一個示例： 1.學生之學習成就檢核 科學與技術認知的學習 ‧可將本議題探討的內容中與課程綱要相關的科學概念列舉出來，配合各小組的探究活動 ，設計成試題，由學生填答、口頭回答或進行紙筆測試。 「過程技能」、「思考智能」與「科學應用」之考核。 ‧由學生在實驗或搜集資料時表現之觀察、比較與分類、組織與關連、歸納與推斷等能力 來評量。 ‧由學生搜集資料、撰寫報告、討論的能力來評量。 ‧由學生在處理問題時對情境之批評、提出策略之創意及安排工作流程，整合整體工作之 能力來評量。 「科學態度」、「科學本質之體認」之考核 ‧可由學生熱衷參與及細心切實的工作、求真求實的精神來評量。 2.對相關問題之聯想 ‧如何讓色盲者仍享有開車的權利，發揮自己的創造能力？ ‧電視的顏色是如何產生？ ‧電腦是如何調色的？ ‧列表機又是如何調色？ ‧照相後的底片是如何清洗成彩色的照片的？
⊙研究一個「議題」，當然會對此議題有進 一步的瞭解，不過也因此聯想到一些更深刻 的問題。因此，結束此議題的探討工作時， 希望開拓出更廣闊的視野，結束在一種「興 趣盎然」、「因時間不足，尚有很多有待改 進及研究的問題…」這種狀態。
园林植物遗传育种课件：园林植物性状遗传
第二节 花色与彩斑的遗传
彩斑的遗传
1.彩斑的概念
植物的花、叶、果、枝干等部位的异色斑点和条纹的统称。
2.彩斑形成的原因： 质体的分离与缺失 易变基因的体细胞突变 位置效应 染色体畸变 嵌合体 病毒
第三节 花径和重瓣性遗传
1.花径、重瓣性与数量性状 2.增加花径的途径 3.重瓣花的起源 4.花径和重瓣性的遗传
第三节 花径和重瓣性遗传
花径、重瓣性与数量性状
花的直径表现为数量性状，重瓣性在大多数情下也表现为数量性状， 其遗传遵循数量性状的遗传规律。
如：牡丹、菊花等。
第三节 花径和重瓣性遗传
增加花径的途径
花径是数量性状，其遗传遵循数量性状的遗传机理。 改进栽培条件
充足的水肥，适当的管理及精心培育能使花径变得更大。
第一节 花的发育
花器官的发育
花芽原基的分化是由基因控制的，不同基因控制不同花器官的形成。
ABC模型
A、B、C分别表示控制花器官发育的三类基因。
A类基因
最外轮花萼
A类 + B类基因
第二轮花瓣
B类 + C类基因
第三轮雄蕊
C类基因
最中间的雌蕊
如果这三类基因发生突变，则不能形成完全的花器官。
B
A
C
A
AB BC
花型的发育 花型的发育受基因控制
第二节 花色与彩斑的遗传
1.花色的形成 2.花色遗传 3.彩斑的遗传
郁金香
兰花Байду номын сангаас
第二节 花色与彩斑的遗传
花色的形成
花色的形成与花部所含色素种类和花被片海棉组织层的物理特性有关， 而主要受所含色素种类的影响。
花的色素有三大类群：类胡萝卜素、类黄酮、花青素。每一类色素均包 括很多种类。植物的不同花色是由不同的色素组成的。
报春花花色遗传的生化机制
某些酶的合成和活性受到基因 表达的调控，这些基因的表达 又受到上游基因和环境因素的 调节。
基因表达与调控
80%
转录水平调控
基因表达首先在转录水平上受到 调控，转录因子可以识别和结合 上游启动子区域，激活或抑制靶 基因的转录。
100%
转录后水平调控
转录后水平调控涉及mRNA的稳 定性、翻译效率和蛋白质的修饰 等方面，这些过程可以影响蛋白 质的合成和功能。
分子机制解析
揭示了花色基因通过调控类黄酮 代谢途径来影响花色，包括查尔 酮合成酶、花青素还原酶等关键 酶的作用。
转录调控研究
发现MYB、bHLH和WD40等转 录因子在花色形成中的重要调控 作用，以及miRNA对花色基因的 表达调控。
面临的挑战与问题
01
02
03
遗传复杂性
报春花花色由多个基因控 制，且存在基因与环境互 作，导致遗传解析难度大。
生化分析技术
蛋白质组学分析
利用生化技术对花色相关蛋白质进行 分离、纯化和鉴定，了解其性质和功 能。
代谢物组学分析
通过生化技术对花色形成过程中涉及 的代谢物进行分析，揭示花色的生化 基础和调控机制。
05
报春花花色遗传研究的现状与展望
研究现状与成果
基因定位与克隆
通过全基因组关联分析、图位克 隆等方法，成功定位和克隆了多 个控制报春花花色的基因。
代谢组学研究
结合代谢组学技术，系统研究 花色形成的代谢过程和关键代 谢物，揭示更完整的生化机制 。
基因编辑与功能验证
利用CRISPR-Cas9等基因编辑 技术，对花色基因进行精确编 辑，验证其在花色形成中的作 用。
跨物种比较研究
通过对不同物种间花色形成的 比较研究，揭示花色形成的共 性和特性，为花卉育种提供理 论指导。
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类胡萝卜素的分离、鉴定
石油醚提取干燥花瓣的粉末，用醇式氢 氧化钾处理所得到的提取液，使类胡萝卜素 酯碱化后加水，则可从分离的醇层和醚层中 分别获得胡萝卜醇和胡萝卜素。若采用柱层 析法将其进一步分离则可得到各种胡萝卜素 和胡萝卜醇。此后可用吸收光谱法测定，从 而将分离的各种类胡萝卜素鉴定出来。
(2) 黄酮类化合物（Flavonoid）
特点：
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。 其中胡萝卜色素的化学结构属于碳氢化 合物，故易溶于石油醚类，而不溶于醇 类；胡萝卜醇是胡萝卜素的羟基衍生物， 因此和石油醚的亲和性低，和醇的亲合 性高。
像百合、鸢尾、水仙等，花萼发育成花瓣状而 和花冠难以区别。
有雄蕊发育成花瓣颜色的如重瓣牡丹、重瓣月 季等
也有的苞片(bract)明显发育成花瓣状而缺少 真正的花被如三角梅、一品红、虎刺梅。
三,花色的研究简史
孟德尔豌豆杂交实验，奠定了花色遗传的理论基础。 1910—1930年德国学者Willstatter和瑞士学者
花色的类别
白色 黄色
白牡丹
红色和兰色
粉国色
黄麒麟
兰色花
第二节、花色的化学基础
1. 花色素的三大类群
（1）类胡萝卜素（黄色至红色） （2）黄酮类化合物
花色素苷（红色系） 类黄酮（黄色、白色、） （3）其他色素
类胡萝卜素
(1)类胡萝卜素(Carotenoid)
类胡萝卜素是胡萝卜素(Carotene) 和胡萝卜醇(Xamthophyu)的总称，是 包含有红色、橙色及黄色的色素。植物 中除了花以外，叶、根和果实等部位也 都含有这类色素，使这部分也呈现由黄 色至红色的各种颜色。
为主要途径；
无色天竺葵色素 Leucopelargonidin
无色飞燕草色素 Leucoderlphinidin
天竺葵色素 Pelargonidin
飞燕草色素 Derlphinidin
天竺葵色素-3-糖苷 Pelargonidin-3-Glc
飞燕草色素-3-糖苷 Derlphinidin-3-Glc
淡黄色的黄酮或黄酮醇。不含色素的纯 白色花(白化苗)非常稀少。我们一般所 说的白色花实际上是奶油色或象牙白色。
2．黄色
黄色花的色素组成 只含类胡萝卜素（郁金香 百合花 蔷
薇） 只含类黄酮（杜鹃 金鱼草 大丽花） 或兼而有之（万寿菊）
橙色、褐色
以黄色为主的橙色，由胡萝卜素引起，如橙 色百合；
花色素苷的糖苷配基一般称为花色素
目前已发现的天然花色素只有7种，天竺 葵色素、花青素、花翠素、甲基花青素、 三甲花翠素、锦葵色素和报春花色素。 这7种花色素的化学结构如图，由母核苯 环中的取代基、羟基和甲氧基的数量及 位置决定的。
花色素
(3) 其他色素
甜菜红素类 甜菜红素是一种吡啶衍生物，其基
以红色为主的橙色由花色素苷引起，天竺葵； 由红黄两种颜色混合的橙色，有的是由花青
五羟黄酮 Pentahydroxyflavanone
二氢槲皮醇 Dihydroquercetin
二氢堪非醇 Dihydrokaempferol
二氢杨梅黄酮 Dihydromyricetin
无色花青素 Leucocyanidin 花青素 Cyanidin
花青素-3-糖苷 Cyanidin-3-Glc
注明：
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。根据这种C环的氧化状 态可区别各种类黄酮(图10-3和10-4)。
黄酮
类黄酮
花青素苷(Anthocyanins)
花青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。
本发色基团是重氮七甲川，结构式中的R 及R′可为H或芳香族取代基，分为红色 的甜菜红素和黄色的甜菜黄素两类。
2 色素在花瓣中的分布
2、色素的生化合成
色素是细胞中的次生代谢物 色素合成过程中经多次化学反应 可进行多级调控的反应
图1 花色素苷合成途径
苯丙氨酸 Phenylalanin
咖啡酰-CoA Caffeoyl- CoA
二 花色
狭义指花瓣的颜色. 广义指花器官花萼、雄蕊甚至苞片 发育成花瓣的颜色。 通常所说的花色往往包括了这几部 分的颜色，而我们所讨论的花色仅指的 是一朵花色彩明显的部分，尤其是指发 育成花瓣状的那部分的颜色。
对大多数植物来说这部分是指内花被（inner perianth） ――又被称为花冠（corolla）；
Karrer从大量的生物中分离出结晶的类胡萝卜素 （Caroteno）并研究其化学结构。 截止20世纪中期，基本查明了花色素的主要化学 结构，积累了很多关于形成花色的类胡萝卜素、类 黄酮和花青素等色素群的知识。 进入20世纪后，随着色素化学的发展，用生物化 学解释花色研究的兴起，如类黄酮遗传的研究。
第10章 花色de遗传
花色是园林植物最重要的观赏性状之一
第一节 自然界的花和花色
一、花是由叶子变来的 花是高等植物的繁殖器官，普通的花由雌
蕊、雄蕊、花瓣、花萼四部分组成。 花是节间极度缩短的变态枝条，花萼、花
瓣、雄蕊、雌蕊、心皮等实际上都是叶片的变 态器官，是由花芽原基发育而来的，属于同源 异型器官，统称为花叶（floral leaf）。
为辅助途径；
为菊花体内途径
3 花色变异的机理
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，下面简要介绍一些花
色变异的机理。
纯色花
1．奶油色、象牙色、白色 具有这几种花色的花，大都含有无色或
4-香豆酰- CoA 4-Coumaroyl-CoA
丙二酰- CoA Malonyl- CoA
圣草酚-查尔酮 Eriodictyolchalone
柚配质-查尔酮 Naringeninchalone
圣草酚 Eriodictyol
柚配质（黄酮） Naringenin）
肉桂酸盐 Cinnamate
4-香豆酸盐 4-Coumarete