夏蜡梅、光叶红蜡梅及其杂交后代花色表型和色素积累特征的差异分析

摘要

【目的】对夏蜡梅Sinicalycanthus chinensis、光叶红蜡梅Calycanthus floridus var.glaucus及两者杂交后代的花色变化进行比较和分析,明确导致花色差异的代谢物质基础。【方法】利用广泛靶向代谢组学方法,对夏蜡梅、光叶红蜡梅及两者杂交后代花瓣中相关代谢产物进行测定,筛选差异代谢物,并对差异代谢物参与的代谢通路进行分析,解析花瓣呈现不同颜色的代谢物质基础。【结果】(1)花色表型测量显示:夏蜡梅内外轮花瓣明度(L^(*))、黄度(b^(*))、色相角(h)显著高于光叶红蜡梅(P<0.05),夏蜡梅外轮花瓣红度(a^(*))显著低于光叶红蜡梅,夏蜡梅内轮花瓣彩度(C^(*))显著高于光叶红蜡梅(P<0.05)。杂交后代花瓣L^(*)显著低于夏蜡梅内外轮花瓣,也显著高于光叶红蜡梅,a^(*)显著高于双亲,b^(*)显著低于夏蜡梅内外轮花瓣,C^(*)显著低于夏蜡梅内轮花瓣,也显著高于夏蜡梅外轮花瓣和光叶红蜡梅,h显著低于双亲(P<0.05)。(2)通过广泛靶向代谢组学分析,3种花瓣中共检测到1059种代谢物,3种花瓣差异代谢物中类黄酮相对含量最高。(3)KEGG代谢通路富集分析显示:注释在代谢途径、次生代谢物的生物合成和黄酮类生物合成中的代谢物数量最多。(4)比较3种植物中主要呈色物质的相对含量,其花青素和黄酮相对含量由高到低依次为杂交后代、光叶红蜡梅、夏蜡梅;查尔酮相对含量由高到低依次为夏蜡梅、杂交后代、光叶红蜡梅;黄酮醇的相对含量由高到低依次为光叶红蜡梅、杂交后代、夏蜡梅。(5)对色素成分与花色表型的相关性分析显示:黄酮与L^(*)、h呈显著负相关(P<0.05);黄酮醇与L^(*)呈极显著负相关(P<0.01);花青素与h呈显著负相关(P<0.05);查尔酮与L^(*)呈极显著负相关(P<0.01)。【结论】夏蜡梅、光叶红蜡梅及其杂交后代花瓣花色表型与代谢物质存在明显差异,3种植物之间主要以类黄酮为主的差异代谢物。