【正文】 累；轉(zhuǎn)錄表達(dá) 中圖分類號(hào)： S 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)： 0513353X（ 2022） 12251308 Relationship of Carotenoid Accumulation and Transcript of Main Genes in Carotenoid Biosynthesis in Carrot WANG Hui， OU Chenggang， ZHUANG Feiyun*， ZHAO Zhiwei， and MA Zhenguo （ Institute of Vegetables and Flowers ， Chinese Academy of Agricultural Sciences ， Key Laboratory of Biology and Geic Improvement of Horticultural Crops ， Beijing 100081， China ） Abstract： The relationship of carotenoid content and expression level of LCYE ， LCYB1 ， CHXE and CHXB1 in the α carotene， β carotene branches of carrot root and leaf was investigated with carrot wild species Songzi， orange cultivar Amsterdam and their five backcross inbred lines（ BILs） with different color. cDNA sequences analysis revealed several SNP of the four genes exist between Songzi and Amsterdam. Amsterdam leaves had higher levels of α carotene（ 1） than Songzi leaves（ 1），but the content of β carotene was higher in Songzi（ 1） than in Amsterdam（ 1） . qRTPCR results showed that LCYE ， LCYB1 ， CHXE and CHXB1 were functional in roots and leaves， and that the expression of LCYE was positively correlated with α carotene， β carotene and total carotenoid content in roots， and negatively correlated with lutein and carotenoid content in leaves， which indicated LCYE playing a key role in carotenoids accumulation. Key words： carrot； carotenoid； accumulation； transcript 基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（ 31101543， 31272162）；國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（ 2022BAD01B04）；中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院創(chuàng)新工程項(xiàng)目 * 通信作者 Author for correspondence（ Email： ） 2514 園 藝 學(xué) 報(bào) 41卷 類胡蘿卜素是植物中 廣泛存在的天然色素，參與植物光合作用，賦予植株器官豐富的顏色，是 植物激素（脫落酸、獨(dú)角金內(nèi)酯）的前體物質(zhì)，對(duì)植物生長(zhǎng)和發(fā)育以及細(xì)胞膜的穩(wěn)定性起著關(guān)鍵性 作用（ van Norman amp。在 α – 胡蘿卜素分 支途徑中，由番茄紅素 ε – 環(huán)化酶（ LCYE）和番茄紅素 β – 環(huán)化酶（ LCYB）共同催化 α – 胡蘿卜素 的合成，再由 ε – 環(huán)羥化酶（ CHXE）和 β – 環(huán)羥化酶（ CHXB）轉(zhuǎn)變?yōu)槿~黃素；在 β – 胡蘿卜素分 支途徑中，由 LCYB催化 β – 胡蘿卜素的合成，再由 CHXB轉(zhuǎn)變成玉米黃質(zhì)（ Park et al.， 2022）。目前許多研究主要關(guān)注胡蘿卜肉質(zhì)根（ Just et al.， 2022； Cavagnaro et al.， 2022），但葉中類 胡蘿卜素合成機(jī)理研究報(bào)道較少?，F(xiàn)代測(cè)序發(fā)現(xiàn)不同胡蘿卜種質(zhì)資源中類胡蘿卜素合成基因存在 SNP位點(diǎn)變異（ Clotault et al.， 2022； Iorizzo et al.， 2022），通過(guò)對(duì)基因選擇偏差分析發(fā)現(xiàn)番茄紅素分支點(diǎn)的下游基因 LCYB 、 LCYE 、 CHXE 和玉米黃素環(huán)氧酶基因（ ZEP ）的選擇壓力顯著高于上游基因異戊烯基焦磷酸異構(gòu)酶基因 （ IPI ）、八氫番茄紅素脫氫酶基因（ PDS ）和類胡蘿卜素異構(gòu)酶基因（ CRTISO ），其中 LCYB1 和 LCYE 是平衡選擇的目標(biāo)基因（ Clotault et al.， 2022）。各材料于 2022年 8月初在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院南口試驗(yàn)基 地進(jìn)行露地播種， 10月底對(duì)植株的根 和葉進(jìn)行取樣。 1st Strand cDNA Synthesis Kit（ TaKaRa公司）反轉(zhuǎn)錄合成 cDNA第一鏈。 L 1） 各 μL ， 10 PCR buffer 2 μL ， dNTP mixture（ mmol PCR產(chǎn)物經(jīng) %瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè) 后回收，連接 pMD18T載體（ TaKaRa公司），轉(zhuǎn)化大腸桿菌 DH5α 感受態(tài)細(xì)胞（天根生物技術(shù)公司）， 篩選陽(yáng)性克隆，送北京擎科新業(yè)生物技術(shù)有限公司進(jìn)行測(cè)序。 UPLC檢測(cè)柱型： UPLC BEH C18 （ mm 100 mm ， μm ； Waters公司，美國(guó)），檢測(cè)波長(zhǎng) 450 nm，流動(dòng)相為丙酮︰乙腈（ 1︰ 1）， 流速為 2 mL 基因相對(duì)表達(dá)量分析 提取樣品總 RNA，并反轉(zhuǎn)錄成 cDNA。 Premix Ex Taq TMⅡ （ Perfect Real Time）試劑盒（ TaKaRa公司）進(jìn)行分析，重復(fù) 3次。 PCR反應(yīng)程序： 95 ℃ 變性 5 s， 56 ℃ 退火 30 s， 72 ℃ 延伸 30 s， 40個(gè)循環(huán)，反應(yīng)結(jié)束后增加 60 ~ 95 ℃ 溶解曲線分析。類胡 蘿卜素含量與基因表達(dá)量之間相關(guān)性采用 SAS Pearson方法分析（ Li et al.， 2022）。 圖 1 RTPCR擴(kuò)增產(chǎn)物 Fig. 1 RTPCR amplifications 表 2 Ws、 Af及 NCBI中 LCYE 、 LCYB1 、 CHXE 和 CHXB1 cDNA編碼區(qū)序列的變異堿基 Table 2 Variable nucleotides of cDNA coding sequences of LCYE ， LCYB1 ， CHXE and CHXB1 among Ws， Af and deposited sequences in NCBI 變異堿基 Variable nucleotide 變異堿基 Variable nucleotide 基因 Gene 變異堿基位點(diǎn) Site of variable nucleotide Ws Af NCBI 基因 Gene 變異堿基位點(diǎn) Site of variable nucleotide Ws Af NCBI LCYE 291 A T T CHXB1 96 T A A LCYB1 624 T C C 113 G A A 628 C T T 117 A G G 645 C T T 121 A C C 1 026 G A A 123 C T T 1 053 A G G 188 T G G 1 086 T C C 251 C G G 1 123 A C C 267 A G G 1 146 C T T 300 C