二氢黄酮醇 4 还原酶在花青素合成中的功能及调控研究进展

植物色素主要有花青素、类胡萝卜素和生物碱类色素三大类，其中花青素是决定大部分被子植物组织或器官颜色的重要色素。花青素通过类黄酮途径合成，该途径是生物学上研究较多且较为清楚的代谢途径之一。近年来的研究表明，在该途径中除了查尔酮合成酶（chalcone synthase，CHS）、查尔酮异构酶（chalcone isomerase，CHI）和黄烷酮 3 羟化酶（flavanone 3 hydrolase，F3H）起着关键作用外，二氢黄酮醇 4 还原酶（dihydroflavonol 4 reductase，DFR）对花青素的合成也至关重要。DFR可催化3种二氢黄酮醇和2种黄烷酮生成5种不同的花青素前体，且DFR基因家族不同成员对各个底物的催化效率不同，因此它在一定程度上决定着植物中花青素的种类和含量，从而影响植物组织或器官的颜色。该文对近年来国内外有关DFR在花青素合成过程中的生物学功能与调控，包括DFR的特征、作用机制和系统进化以及环境、转录因子和一些结构基因与DFR的关系等方面的研究进展进行了综述，以期为DFR今后的研究和利用基因工程改变植物组织或器官的颜色提供理论依据。