【正文】 ticultural 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 基金項目：國家自然科學基金項目（ 31101543， 31272162）；國家科技支撐計劃項目（ 2022BAD01B04）；中國農業(yè)科學院創(chuàng)新工程項目 * 通信作者 Author for correspondence（ Email： ） 2514 園 藝 學 報 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、獨角金內酯）的前體物質，對植物生長和發(fā)育以及細胞膜的穩(wěn)定性起著關鍵性 作用（ van Norman amp。 g 1）。 g 1），而其 β – 胡蘿卜素含量（ μg 類胡蘿卜素測定發(fā)現(xiàn)， Amsterdam葉中 α – 胡蘿卜 素含量（ μg 園藝學報，（）： – 2022411225132520 : // . ahs. ac. Acta Horticulturae Sinica Email: 收稿日期： 2022– 06– 13；修回日期： 2022– 10– 13 胡蘿卜中類胡蘿卜素積累與主 要合成基因轉錄 水平相關性分析 王 慧，歐承剛，莊飛云 *，趙志偉，馬振國 （中國農業(yè)科學院蔬菜花卉研究所，農業(yè)部園藝作物生物學與種質創(chuàng)制重點實驗室，北京 100081） 摘 要：以胡蘿卜白色野生資源 ‘ 松滋野生 ’ 和歐洲橘色栽培品種 ‘Amsterdam’ 及其回交重組自交 系（ BILs）中的 5個不同根色株系為試材，研究其根和葉中 α – 胡蘿卜素、 β – 胡蘿卜素合成途徑分支點 上 LCYE 、 LCYB1 、 CHXE 、 CHXB1 基因轉錄表達與類胡蘿卜素含量之間的關系。 cDNA測序結果表明， 松滋野生和 Amsterdam之間存在多個 SNP變異位點。 g 1）顯著高于松滋野生（ μg g 1）顯著低于 松滋野生（ μg qRTPCR結果顯示， LCYE 、 LCYB1 、 CHXE 和 CHXB1 在不同材料的根和葉中 均表達，其中 LCYE 與根中 α – 胡蘿卜素、 β – 胡蘿卜素及總類胡蘿卜素含量之間呈顯著正相關；與葉中 葉黃素和總類胡蘿卜素含量 之間呈顯著負相關，說明 LCYE 對類胡蘿卜素積累起著關鍵性作用。 Sieburth， 2022； Xie et al.， 2022）。植物類胡蘿卜素是在質 體中通過類異戊二烯途徑合成的，包括 縮合、脫氫、環(huán)化、羥基化及環(huán)氧化等一系列反應，番茄紅 素環(huán)化形成 α – 胡蘿卜素和 β – 胡蘿卜素合成的重要分支點（ Park et al.， 2022）。 通過轉基因技術改造作物中類胡蘿卜素合成途徑關鍵酶基 因，已實現(xiàn)食用器官類胡蘿卜素含量大幅 提高，例如 “ 黃金水稻 ” （ Ye et al.， 2022），還有番茄、馬鈴薯等（ Bai et al.， 2022），但植物中 α – 胡蘿卜素和 β – 胡蘿卜素積累的分子機理仍不清楚。 g 1 DW，可作為類胡蘿卜素合成研究的模式植物（ Just et al.， 2022； Clotault et al.， 2022）。在已發(fā)表的胡蘿卜遺傳圖譜中有 22個相關合成酶基因的報道，但 這些基因與胡蘿卜根色性狀之間并沒有建立連鎖關系（ Santos amp。 通過對不同品種資源類胡蘿卜素含量與合成關鍵基因相關性分析發(fā)現(xiàn)， ζ – 胡蘿卜素脫氫酶基因 （ ZDS ）的表達水平與紅色類型根中番茄紅素積累相關， LCYE 的表達則與黃色類型根中的葉黃素積 累相關，但沒有發(fā)現(xiàn)與 橘色類型根中 α – 胡蘿卜素和 β – 胡蘿卜素積累相關的基因（ Clotault et al.， 2022）。但胡蘿卜葉和根中類胡蘿卜素合成與積累之間是否 存在相似性仍是個未知問題。 1 材料與方法 材料 供試材料為胡蘿卜白色野生資源 ‘ 松滋野生 ’ （ Ws），歐洲橘色栽培品種 ‘Amsterdam’ （ Af）， 及以兩者為親本， Af為回交親本構建的回交重組自交系（ BILs； BC2S4代）中的 E09041（白色肉質 根）、 E52081（黃色肉質根）、 E04041（橘黃色肉質根）、 E35073（淺橘色肉質根）、 E2022（橘色肉 質根）。每份材料取 5個植株，重復 3次，液氮速凍后置于 – 80 ℃ 超低溫冰箱中貯存待用。使用植物總 RNA提取試劑盒（天根生物技術公司）提取樣品總 RNA，采用 PrimeScript174。 利用合成的 cDNA第 1鏈為模板，使用 Ex Taq HS酶（ TaKaRa公司）進行 PCR擴增。 μL 1） 2 μL ，上下游引物（ 10 μmol L 1） μL ， Ex Taq HS酶（ U PCR反 應條件： 94 ℃ 預變性 3 min， 94 ℃ 變性 30 s， 50 ℃ （ LCYE 、 LCYB1 ）或 56 ℃ （ CHXE 、 CHXB1 ） 退火 30 s， 72 ℃ 延伸 4 min， 35個循環(huán)后 72 ℃ 延伸 10 min。利用 DNAMAN分析工具和 CLUSTALW網(wǎng)站（ ： //. ebi. ac. uk/Tools/msa/clustalw2/）進行序列比對。采用超高效液相色譜（ Ultra Performance Liquid Chromatography， UPLC， Waters公司，美國）檢測類胡蘿卜素含量。 min 1?？傤惡}卜 素含量為 α – 胡蘿卜素、 β – 胡蘿卜素、葉黃素和玉米黃質之和。根據(jù) LCYE 、 LCYB1 、 CHXE 和 CHXB1