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关于棉花的花青素相关研究，主要集中在棉纤维颜色的改良上面。棉纤维是一种种子表面衍生出来的刺毛状，棉纤维的发育需经过多个阶段，其中包括纤维发生、伸长、及次级细胞壁的产生和发育，最后一步是纤维的成熟。在陆地棉种中，长纤维在花期或开花前就开始形成了，而短纤维在随后几天开始发育形成。短纤维的生长晚于长纤维的发生，但是具体的时间会随着基因型的不一样而不一样。对环境污染的主要来源就是棉纤维传统的加工和染色，在这些过程中也引入了不少对人体有伤害的化学成分。从这点意义上来说，天然着色的彩棉能在省去复杂的加工和染色步骤后，变得更加环保，这就使得彩棉在纺织业较棉花相关的产业上更具有优势。但是，和白色棉花相比较来说，彩棉在很多方面都是有缺陷的，这或许是因为彩色纤维基因带来的基因多效性引起的。比如说，棕色纤维相关基因会抑制纤维的发育，影响其纤维品质【12】。目前，也就棕色和绿色纤维是最通用的两种彩棉品系，它们的种植面积也十分小，品质差，由于颜色的单一严重限制了彩棉在纺织业的发展应用。近几年，关于纤维品质和种植面积方面的问题也已经经过杂交和定向育种得到了很大程度上的处理。但是单一的色泽还是个很大的问题，由于天然彩棉品种多样性天生的缺乏，目前还未得到充分的解决。Zhao and Wang等，通过提取和组分分析表明，棕色棉纤维的颜色来源于类黄酮和相关基因(GhC4H, GhCHS1, GhF3ʹH, 以及GhF3ʹ5ʹH)的表达，Zhao and Xiao等，通过表达分析，发现类黄酮结构基因(GhCHI, GhF3H, GhDFR, GhANS和GhANR)与叶片的着色紧密相关，对二甲氨基肉桂醛(DMACA)进行染色时发现，棕色彩棉棉纤维的颜色是由原花青素(PAs)引起的【13】。原花青素(又称缩合单宁，CTs)是由苯丙氨酸的类黄酮，是花青素的一条支路，是许多深色的种子、叶片、果实文献综述、花器官等重要的着色成分。例如拟南芥，受精后，原花青素就充分累积在表皮细胞层中，随着种皮的发育，原花青素累积的色素呈现出棕色。除此之外，弄清楚原花青素和我们目前研究的花青素之间的联系，这将对我们的研究成果被用在棉纤维品质改良上有着长久的意义【14】。尽管植物的花青素在生物合成的分子机理的方向目前已被研究地比较透彻，但是相关的类黄酮结构的基因是如何调节植物体内的黄酮醇、缩合单宁以及花青素苷这样的问题三种元素之间平衡的研究较少【15】。花青素苷、原花青素苷、黄酮醇是大多数高等植物中非常重要的次级代谢产物中的一种，它们都从相同的前体化合物的衍生中来的【16】。A。M。 Takos等，因在苹果果皮中的发现，其缩合单宁的相关基因转录水平的调控机制，将会与控制花青素合成这样的类黄酮物质的通路基因具有巨大的差别，这里的缩合单宁指的就是原花青素；在苹果果实发育的整个过程中，在公共途径中类黄酮能够合成的相关基因的转录水平在红果皮和绿果皮两个品种中的表现是，早期都很显著，后期的时候红果皮品种为了合成足够量的花青素，这些基因的转录水平将明显高于绿果皮苹果；CTs的浓度在果实发育早期被大量合成，随后在快速发育阶段，出现了显著的下降现象，在‘Fuji’和‘Oorin’品种的苹果中，其余的在蔓越莓、越桔和葡萄中也有发现；通过MdANR和MdUFGT酶的底物的竞争能够被反映，在红色果皮果实中反应底物中流入了花青素苷的合成通路，而在绿色果皮中就毫无竞争性地加入了CT的一条支路【17】。合成CTs的主要途径是由儿茶素的多聚化进行的，所以影响植物中CTs含量的主要原因是ANR反应产生的儿茶素的这一条支路，而不是通过LAR产生儿茶素的支路。在拟南芥ANR的酶活缺陷型突变体中，并没有通过LAR支路去产生CTs，而是在某些种皮中积累了大量的花青素苷。在可可中，有TcANS(TcLDOX)，TcANR和TcLAR三种基因的表达水平，依次排序为TcANS最高，TcANR其次，TcLAR最低，同时进行HPLC分析表明，可可中的PAs主要是由儿茶素的多聚体组成，而儿茶素在整个组织中仅占不到2%【18】来*自~优|尔^论:文+网www.youerw.com +QQ752018766*。Xiao等揭示，在棕色棉T586系的纤维中，PAs合成的通路被刺激产生活性，并且知道F3’5’H和LAR基因的转录水平比他们的竞争酶要高出很多，LC-MS法分析的PAs的单体组分的结果也表示，棕色棉纤维中PAs的合成是通过LAR这条支路而不是ANS/ANR这条支路。而Feng H-J等，在陆地棉，新彩5号中发现的纤维元素，GhLAR与GhANR相比，在纤维发育过程中的转录水平也很低，这说明，最后的聚合物是儿茶素的多聚衍生物，此物在PAs单体组分分析中，也得到了一致的结论，所以在新彩5号棉纤维中，ANR酶是PAs的合成主流。所以，在不同种类的彩棉中，棉纤维中原花青素的合成代谢也是有不同的。Zhao J等研究得出，棕棉纤维中的PAs与拟南芥、葡萄、苜蓿等都不同，主要由儿茶素或者表儿茶素组成，棉纤维中的PAs将有望应用于食品和医药行业【19】。 (责任编辑：qin)