胭脂蘿卜RsCHS1 基因克隆及表達分析

王川藝，黃紅濤，陳發(fā)波，鄭張飛，方 平

（1.重慶三峽學院 生物與食品工程學院，重慶 404100；2.長江師范學院 現(xiàn)代農業(yè)與生物工程學院，重慶 408100）

胭脂蘿卜（Raphanus sativusL.）是十字花科（Cruciferae）蘿卜屬（Raphanus）蘿卜種下的一個地方特色品種[1]，富含豐富的天然色素蘿卜紅色素。蘿卜紅色素因無毒、無污染等特點，被廣泛應用于食品、化妝品等領域，是被我國允許使用的天然著色劑之一[2]?；ㄇ嗨厥穷慄S酮化合物，查爾酮合成酶（CHS）是類黃酮類次生代謝生物合成途徑中的第1個關鍵酶。改變植物體內CHS的表達量能夠明顯影響花青素的積累[3]。目前，已經(jīng)在藤茶[4]、紅花檵木[5]、灰氈毛忍冬[6]、金柑[7]、君子蘭[8]、紅花[9-10]、谷子[11]等植物中成功克隆CHS基因，并對其功能進行了驗證。徐靖等[12]在研究甘薯CHS基因與花青素含量的相關性時發(fā)現(xiàn)，不同紫肉甘薯中花青素含量與CHS基因表達水平呈正相關。梁先利等[13]克隆了陸地棉的CHS基因，結果發(fā)現(xiàn)，陸地棉的CHS基因在纖維的色澤形成以及花青素的積累過程中起到重要的作用。多數(shù)植物中，CHS都是以多基因家族的形式存 在 的[14]，沉 香 中 有11 個CHS[15]，煙 草 中 有5個CHS[16]，刺葡萄中有2 個CHS[17]，龍眼中8 個CHS[18]。此外，CHS基因在植物不同組織和器官中的表達模式不同[19-21]，受不同環(huán)境因子影響，表達模式也存在差異[22-23]。在葡萄[24]和水稻[22]等植物中過表達CHS基因，能夠提高植物的抗性。沉默CHS基因，能夠改變海棠花的顏色[25]，證明了查爾酮合成酶與花青素的合成緊密相關。賴恭梯等[17]研究發(fā)現(xiàn)，刺葡萄CHS2 和CHS3 蛋白均為親水性蛋白，均無信號肽，為穩(wěn)定蛋白，還發(fā)現(xiàn)CHS啟動子具有光激素響應元件、轉錄因子、植物生長發(fā)育和激素應答的關鍵順式作用元件。WU 等[23]研究表明，茄科里面8種植物的CHS分布較為保守，但變異較小。研究發(fā)現(xiàn)，物理傷害白木香5個月后，會引起CHS急劇上調，是對照組的600 倍，證明了CHS在植物防御反應調控方面具有重要的作用[26]。在蘿卜CHS基因研究方面，陳發(fā)波等[27]研究表明，蘿卜肉質根色素含量與CHS基因表達量呈顯著正相關，CHS基因可以作為蘿卜高色素含量品種選育的候選基因。SONG 等[28]分析了胭脂蘿卜肉質根花青素積累的轉錄組學動態(tài)變化，結果發(fā)現(xiàn)，從苗期到盛花期，RsCHS基因在肉質根的不同生長階段顯著上調，這與在發(fā)育過程中胭脂蘿卜肉質根花青素分布的動態(tài)變化一致。GAO等[29]通過基因組注釋和分析得到7 個蘿卜RsCHS基因，說明蘿卜CHS也是多基因家族。盡管關于植物花青素生物合成關鍵基因CHS的分子生物學研究較多，但是關于RsCHS調控胭脂蘿卜大量積累色素的分子機制尚不清楚。為此，以肉質全紅的胭脂蘿卜為材料，克隆RsCHS1基因，利用生物信息學技術分析RsCHS1 蛋白理化性質、結構和功能；并構建RsCHS1的過表達載體，通過農桿菌介導法轉入擬南芥，驗證RsCHS1基因功能，以期為解析胭脂蘿卜大量積累色素分子機制奠定基礎。

1 材料和方法

1.1 供試材料

供試材料為胭脂蘿卜自交系HX1，由長江師范學院蘿卜課題組提供。

1.2 總RNA提取及第一鏈cDNA合成

采用Plant RNA Kit（200）試劑盒（OMEGA BIO TEK 生物公司）提取胭脂蘿卜肉質的總RNA，用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測提取的RNA，利用核酸蛋白檢測儀（NanoDrop One，Gene Company，USA）測定總RNA 的質量及濃度。采用Revert Aid First Strand cDNA Synthesis Kit 試 劑 盒（K1622，Thermo Fisher Scientific，中國）進行反轉錄，具體步驟參照說明書。

1.3 RsCHS1基因克隆

通過胭脂蘿卜RNA-Seq 測序以及De-novo 組裝，對花青素合成途徑關鍵基因進行注釋及分析，發(fā)現(xiàn)7個CHS基因，通過差異基因表達分析，篩選得到了顯著差異表達候選基因RsCHS1基因MF182893-2和RsCHS065380-1[29]。根據(jù)2 個基因的CDS 序列設計重組引物，設計實時熒光定量PCR 引物，引物序列見表1。PCR 程序為：95 ℃預變性3 min；95 ℃變性15 s，52 ℃退火15 s，72 ℃延伸70 s，共32 個循環(huán)；再72 ℃延伸5 min。擴增產物用1% 瓊脂糖凝膠電泳檢測，采用TIANgel Midi Purification Kit試劑盒（Themo Fisher Sciemtific）進行PCR 產物純化。將純化產物與pBMI16A-TOPO 載體（Takara）連接，轉化大腸桿菌DH5α 感受態(tài)細胞（博邁德生物有限公司），進行PCR 鑒定。將陽性菌落送重慶擎科興業(yè)生物技術有限公司進行測序。

表1 研究中所用的引物Tab.1 Primers used in this study

1.4 生物信息學分析

用NCBI 數(shù)據(jù)庫（https：//blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi）進行序列查詢。用NCBI ORF finder（https：//www.ncbi.nlm.nih.gov/orffinder/）分 析RsCHS1基因的開放閱讀框（ORF）。用ClustalW（https：//www.genome.jp/tools-bin/clustalw）和MEGA 7進行序列同源比對和進化樹構建。用SOPMA（https：//npsa-prabi.ibcp.fr/cgi-bin/npsa-automat.pl?page=npsa-sopma.html）和SWISS MODEL（https：//www.expasy.org/）分別預測RsCHS1家族基因蛋白質的二、三級結構。用InterPro（http://www.ebi.ac.uk/interpro/）分析蛋白質結構域。用TMHMM 2.0（http：//www.cbs.dtu.dk/services/TMHMM/）分 析RsCHS1基因編碼的蛋白質跨膜區(qū)，用SignalP-4.1（SignalP 4.1-DTU Health Tech-Bioinformatic Services）對信號肽進行預測分析，用ProtScale（https：//web.expasy.org/cgi-bin/protscale/protscale.pl?1）和ExPASy ProtParam tool（https://web.expasy.org/cgi-bin/protparam/protparam）分析其疏水性/親水性。

1.5 實時熒光定量PCR

采用SYBR Green Realtime PCR Master Mix 試劑 盒（QPK-201，Beijing Solarbio Science &Technology Co.，Ltd.，中國）進行實時熒光定量PCR反應。分別提取胭脂蘿卜的營養(yǎng)期葉、肉質根肉質和肉質根皮，花期莢果、花、肉質根肉質的總RNA，反轉錄得到第一鏈cDNA，以RsRPⅡ為內參基因設計內參引物（表1），檢測RsCHS1在胭脂蘿卜不同組織部位的表達情況。熒光定量PCR 反應體系：2×SYBR Green Realtime PCR Master mix 5 μL，引 物1 μL，cDNA 模板3 μL，ddH2O 1 μL。反應程序：95 ℃預熱10 min；95 ℃高溫變性20 s，60 ℃退火20 s，72 ℃延伸1 min，共40 個循環(huán)。用2-△△Ct法進行數(shù)據(jù)處理，實時熒光定量PCR進行4次重復。

1.6 轉基因陽性植株篩選與鑒定

1.6.1RsCHS1過表達載體構建 用ClonExpress ⅡOne Step Cloning Kit（Vazyme 公司）將線性化載體pBMI16A-TOPO（Takara）和 引 物CHS1-aF/R 和CHS1-bF/R 擴增得到的目的基因分別連接。重組體系（總體積20 μL）：線性化載體2 μL，目的基因1 μL，5×CE ⅡBuffer 4 μL，Exnase Ⅱ2 μL，ddH2O 11 μL?；靹蚝螅?7 ℃30 min，反應結束后立即置于冰上。采用凍融法轉化大腸桿菌DH5α 感受態(tài)細胞，轉化成功后提取重組質粒進行PCR 檢測和酶切驗證。將陽性質粒轉入農桿菌中，菌液配制成侵染液（現(xiàn)用現(xiàn)配）。

1.6.2 花序浸染法轉化擬南芥 在恒溫22 ℃左右、16 h/8 h（光/暗）周期、相對濕度50%～60%條件下種植擬南芥，開花后通過花序浸染法轉化擬南芥。侵染后的擬南芥避光培養(yǎng)24 h，7 d 后進行二次轉化，收集成熟的種子記作T0，放4 ℃冰箱保存。

1.6.3 轉基因陽性植株抗性篩選 取T0代轉基因擬南芥種子消毒之后播種于含有Kana抗生素的MS培養(yǎng)基中；選取生長健壯、葉片綠色的擬南芥移載至培養(yǎng)基質中，置于擬南芥培養(yǎng)箱培養(yǎng)；采取相同方法進行抗性篩選直至T3代植株全部為綠色抗性植株，獲得轉基因擬南芥純合植株。

1.6.4 轉基因陽性植株PCR 鑒定 利用DNA 快速提取法提DNA：取適量轉基因擬南芥和野生型擬南芥材料于離心管中，加入50 mL BRDA 溶液后快速搗碎葉片，95 ℃孵育10 min，加入50 mL BRDA 溶液顛倒混勻。以載體中攜帶的GFP 熒光蛋白設計引物（表1），分別以轉基因和野生型擬南芥植株的DNA 為模板，進行PCR 鑒定。反應體系如下：2×Taqmaster mix 10 μL，上游引物GFPF 1 μL，下游引物GFPR 1 μL，DNA 2 μL，加ddH2O至20 μL。反應條件：94 ℃3 min；94 ℃30 s，58 ℃1 min，72 ℃30 s，33個循環(huán)；72 ℃10 min。

1.7 統(tǒng)計分析

用Excel 進行數(shù)據(jù)整理，用DPS 軟件對RsCHS1在胭脂蘿卜不同組織部位的表達情況進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 胭脂蘿卜RsCHS1的ORF序列分析

利用不同引物在胭脂蘿卜肉質根肉質中擴增得到2 個目的基因（圖1），將長度約1 100 bp 的條帶，命名為RsCHS1-a，長度約1 200 bp 的命名為RsCHS1-b。將2 個目的基因用試劑盒純化后連接載體，轉入大腸桿菌，挑取陽性菌落測序，結果表明，RsCHS1-acDNA 序列長度為987 bp，RsCHS1-bcDNA序列長度為1 017 bp。

利用NCBI ORF finder 預測RsCHS1基因的ORF，結果發(fā)現(xiàn)，胭脂蘿卜RsCHS1-a基因的cDNA序列包含40 bp 的5′ 端非翻譯區(qū)，184 bp 的3′端非翻譯區(qū)，其最大ORF為765 bp，編碼一個含254個氨基酸的蛋白質。蘿卜RsCHS1-b基因的cDNA 序列包含40 bp 5′端非翻譯區(qū)，14 bp的3′端非翻譯區(qū)，其最大ORF 為966 bp，編碼一個含321 個氨基酸的蛋白質。

2.2 胭脂蘿卜RsCHS1蛋白理化性質分析

RsCHS1-a可編碼由254 個氨基酸組成的蛋白質序列，相對分子質量（MV）為27 164.27，分子式為C1212H1939N323O363S10，理論等電點為5.27，負電荷殘基數(shù)（Asp+Glu）為32，正電荷殘基數(shù)（Arg+Lys）為24，脂溶系數(shù)（AI）為99.8，蛋白質總平均親水性（GRAVY）為0.109，不穩(wěn)定指數(shù)（II）為26.99，預測該蛋白質較為穩(wěn)定。RsCHS1-b可編碼321 氨基酸組成的蛋白質序列，相對分子質量（MV）為34 586.91，分子式為C1542H2465N411O459S15，理論等電點為5.43，負電荷殘基數(shù)（Asp+Glu）為41，正電荷殘基數(shù)（Arg+Lys）為32，脂溶系數(shù)（AI）為96.57，蛋白質總平均親水性（GRAVY）為0.052，不穩(wěn)定指數(shù)（II）為33.9，顯示該蛋白質也較穩(wěn)定。

TMHMM 2.0分析表明，RsCHS1-a和RsCHS1-b蛋白跨膜螺旋數(shù)量為0，推測RsCHS1-a和RsCHS1-b 沒有跨膜結構域，既不是膜受體，也不位于膜上。疏水性/親水性分析結果（圖2）表明，RsCHS1-a 的最大值均為2.422，最低值均為-2.211，RsCHS1-a 蛋白中疏水性氨基酸含量高，為疏水性蛋白。RsCHS1-b的最大值均為2.422，最低值均為-2.489，RsCHS1-b 蛋白中親水性氨基酸含量高，為親水性蛋白。根據(jù)SignalP-4.1預測結果（圖3），S得分小于0.5，推測RsCHS1蛋白無信號肽。

圖2 胭脂蘿卜RsCHS1基因編碼蛋白質的疏水性/親水性分析Fig.2 Hydrophobicity/hydrophilicity analysis of proteins encoded by RsCHS1 genes in red radish

圖3 RsCHS1蛋白信號肽預測Fig.3 Prediction of RsCHS1 protein signaling peptide

2.3 胭脂蘿卜RsCHS1蛋白二、三級結構預測

RsCHS1-a 蛋白二級結構預測結果顯示，α-螺旋、β-折疊、無規(guī)則卷曲和延伸鏈占比分別為42.13%、8.27%、31.50%和18.11%；RsCHS1-b 蛋白二級結構預測結果顯示，α-螺旋、β-折疊、無規(guī)則卷曲和延伸鏈占比分別為42.99%、7.17%、33.96%和15.89%（圖4A）。α-螺旋是胭脂蘿卜RsCHS1 蛋白最主要的結構元件，β-折疊和無規(guī)則卷曲分布于整個蛋白質中（圖4B），表明該基因編碼蛋白質的三級結構與其二級結構預測結果相符。

2.4 胭脂蘿卜RsCHS1蛋白結構域分析

蛋白質結構域分析結果表明，RsCHS1-a 蛋白在N 端1—92 位氨基酸之間有1 個CHS特異位點（編號IPR001099），在C 端103—252 位氨基酸之間有1 個CHS特異位點（編號IPR012328），屬于聚酮合成酶超家族成員和硫解酶同源超家族成員，說明該基因為CHS基因。RsCHS1-b 蛋白在N 端1—159位氨基酸之間有1 個CHS特異位點（編號IPR001099），在C 端170—320 位氨基酸之間有1 個CHS特異位點（編號IPR012328），屬于聚酮合成酶超家族成員和硫解酶同源超家族成員，說明該基因為CHS基因。

2.5 胭脂蘿卜RsCHS1家族基因蛋白質序列同源性分析與系統(tǒng)進化樹構建

通過多序列比對分析（表2），發(fā)現(xiàn)RsCHS1-a蛋白序列與NCBI 上其他物種CHS 蛋白序列有較高的相似性，為82%～99%，其中，胭脂蘿卜RsCHS1-a 蛋白序列與十字花科其他植物CHS 蛋白序列同源性較高，為97%～99%。RsCHS1-b編碼的氨基酸序列與NCBI 上其他植物的CHS 蛋白序列有較高的相似性，為85%～99%。其中，胭脂蘿卜RsCHS1-b 蛋白序列與十字花科其他植物CHS 蛋白序列同源性較高，為98%～99%。由此說明RsCHS1家族基因在十字花科植物中相對保守。

表2 RsCHS1編碼的氨基酸序列與其他物種CHS蛋白同源性分析Tab.2 Homology analysis of the amino acid sequence encoded by RsCHS1 compared to CHS proteins of other species

將RsCHS1-a 和RsCHS1-b 蛋白序列及從NCBI中獲取的其他植物CHS 蛋白序列進行系統(tǒng)進化樹分析，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)進化發(fā)育關系與序列同源性分析結果一致，蘿卜RsCHS1 蛋白與油菜、甘藍、蕪青等十字花科植物的親緣關系較近，與水稻和葡萄的親緣關系較遠，由此推測胭脂蘿卜RsCHS1基因家族蛋白與十字花科CHS基因家族蛋白具有相似的功能（圖5）。

圖5 RsCHS1家族基因的系統(tǒng)進化樹Fig.5 Phylogenetic tree of RsCHS1 gene family

2.6 胭脂蘿卜RsCHS1家族基因表達模式分析

qRT-PCR 分 析 結 果 如 圖6 所 示，RsCHS1-a基因在胭脂蘿卜不同部位表達量大小依次為營養(yǎng)期肉質根皮質（32.4）、營養(yǎng)期肉質根肉質（26.8）、花期花（6.7）、營養(yǎng)期葉（1.0）、花期莢果（0.4）和花期肉質根肉質（0.1），RsCHS1-b基因表達量大小依次為營養(yǎng)期肉質根皮質（41.9）、營養(yǎng)期肉質根肉質（41.4）、花期花（9.7）、營養(yǎng)期葉（1.0）、花期莢果（0.6）、花期肉質根肉質（0.2）。RsCHS1基因在不同組織部位都有表達，并具有組織表達特異性，在蘿卜肉質根的肉質和皮質以及花中的相對表達量比葉和莢果中高，并在肉質根肉和皮中顯著表達。

圖6 RsCHS1在胭脂蘿卜不同組織部位的表達情況Fig.6 Expression analysis of RsCHS1 gene in different tissues of red radish

2.7 轉基因陽性植株篩選與鑒定

利用農桿菌介導法侵染擬南芥植株，經(jīng)過Kana抗性篩選，獲得了RsCHS1轉基因植株（圖7）。將篩選的RsCHS1-a轉基因擬南芥植株和RsCHS1-b轉基因擬南芥植株進行PCR 檢測，同時以未轉化擬南芥（WT）植株葉片總DNA 為模板作陰性對照，電泳檢測結果分別如圖8 所示，結果表明，已經(jīng)成功將RsCHS1基因轉入擬南芥基因組中。成活的抗性植株具有明顯性狀，葉柄處及莖有紅色素沉淀，顏色由綠變紅（圖9）。

圖7 經(jīng)抗性篩選獲得的RsCHS1轉基因擬南芥植株T1代苗Fig.7 T1 generation seedlings of RsCHS1 transgenic Arabidopsis thaliana plants obtained by resistance selection

圖8 轉基因陽性植株T3代陽性苗PCR檢測結果Fig.8 PCR results of T3 generation positive seedlings of transgenic positive plants

圖9 轉基因T3代陽性植株和野生型植株Fig.9 Transgenic positive plants of T3 generations and wild type plants

3 結論與討論

3.1 胭脂蘿卜CHS1基因編碼蛋白質的理化性質及特點

CHS基因在高等植物中分布廣泛，其氨基酸同源序列表現(xiàn)出較高同源性，CHS1 蛋白總體結構較為保守[30]。本試驗克隆得到2 個蘿卜RsCHS1基因，將2 個CHS 蛋白序列和青菜、蕪青和甘藍等6 個十字花科以及煙草和葡萄2個植物的編碼蛋白進行同源性分析和進化樹構建，結果表明，RsCHS1 蛋白和十字花科植物CHS 蛋白同源性較高，具有較近的進化關系。這和李彩虹等[5]、許明等[4]、徐靖等[12]的研究結果相同，認為十字花科植物RsCHS1基因相對保守，因此推測蘿卜RsCHS1 蛋白與十字花科其他植物CHS 蛋白可能具有相似的生物學功能，可以通過研究RsCHS1基因在模式植物擬南芥色素積累中的作用機制，推測RsCHS基因參與蘿卜色素積累的分子機制。本研究克隆了2個蘿卜RsCHS1基因，分別編碼254、321 個氨基酸，這與甘草GuCHS14（284個）和GuCHS12（336 個）的數(shù)目相近[31]，但是與紅花檵木LcCHSs（分別為389、393 個氨基酸）[5]、馬鈴 薯StCHS4和StCHS5（389 個 氨 基 酸）[32]、葡 萄VvCHS（389個氨基酸）[33]有一定的區(qū)別，可能是因為在不同的植物中CHS的功能有冗余。

3.2 胭脂蘿卜CHS1基因表達模式

揭示蘿卜CHS基因在蘿卜中不同部位的表達量，有助于分析RsCHS基因在蘿卜色素積累中的分子機制。本試驗結果表明，RsCHS1基因在營養(yǎng)期肉質根皮質、營養(yǎng)期肉質根肉質、花期花、營養(yǎng)期葉、花期莢果、花期肉質根肉質等不同器官和組織中都有表達，這和許明等[4]對藤茶CHS1的研究結果一致。RsCHS1基因在蘿卜肉質根的肉質和皮質以及花中的相對表達量比葉和莢果中高，說明了CHS1基因具有組織表達特異性，這與在水稻[22]、白木香[15]、藤茶[4]、彩色棉[13]、紅花[9]和灰氈毛忍冬[6]CHS1基因研究中的結果一致。胭脂蘿卜的肉質根皮及肉質含有豐富的花青素，在營養(yǎng)期肉質皮中RsCHS1表達量最高，肉質根表達量第二，CHS1基因的表達量與花青素含量密切相關，說明CHS1在花青素的積累中有著重要的作用，這與陳發(fā)波等[27]、徐靖等[12]的研究結果一致。但是與許薇等[34]關于三華李研究有一定的區(qū)別，三華李CHS基因在果肉中表達量最高，皮質中表達量最低，而在胭脂蘿卜中營養(yǎng)期的皮質表達量最高，肉質根次之，兩者間表達量有一定差異，這可能和胭脂蘿卜的品種特殊性有關。發(fā)育后期RsCHS1表達量相差不大，這可能說明了RsCHS1可能并不是花青素積累的關鍵基因。本試驗還發(fā)現(xiàn)，RsCHS1-a與RsCHS1-b兩個查爾酮合成酶基因在同一時期同一組織部位的表達量有差異，推測蘿卜色素的積累可能與基因型有關，陳發(fā)波等[27]的研究也表明蘿卜肉質根中色素的積累還與蘿卜品種相關，這為高色素蘿卜品種選育提供了重要理論依據(jù)。

3.3 胭脂蘿卜CHS1基因功能分析

大量的研究表明，查爾酮合成酶基因CHS能夠調控植物花青素的合成[3，8-9，11-12，25]。肖偉等[3]在百合花的研究中發(fā)現(xiàn)，CHS能夠調控百合花的花色；劉玥等[8]在大花君子蘭的研究中證明了CmCHS在開花階段以及著色組織中變量表達，證明CmCHS具有重要的作用；陳發(fā)波等[27]通過研究胭脂蘿卜不同肉質根色素含量和CHS基因的相關性證明了CHS的調控作用。胭脂蘿卜中富含的蘿卜紅色素，是一個天然的著色劑，被廣泛應用于食品、化妝品等領域。但是目前關于胭脂蘿卜大量積累花青素分子機制并不清楚，相關的研究也較少。因此，研究胭脂蘿卜RsCHS1基因功能，有助于解析胭脂蘿卜紅色素的積累機制。本研究利用農桿菌介導法轉化擬南芥植株，發(fā)現(xiàn)陽性植株和野生型擬南芥植株表型差異明顯，轉基因植株葉柄和莖有紅色素累積，據(jù)此推測，RsCHS1在胭脂蘿卜紅色素積累中起到了關鍵作用，可以通過基因工程過表達RsCHS1基因，從而提高胭脂蘿卜紅色素的產量。下一步研究可以將RsCHS1基因轉入蘿卜中，驗證RsCHS1基因是否可以增加蘿卜花青素的含量。

綜上，本研究克隆了蘿卜花青素合成相關基因RsCHS1，對其蛋白質序列進行了同源性分析及進化分析，并分析了其表達模式。結果表明，RSCHS1基因與十字花科植物CHS序列同源性較高，為97%～99%，說明RsCHS1基因在十字花科植物中相對保守，RsCHS1基因可能與十字花科其他物種CHS基因具有相似的生物學功能。qRT-PCR 結果表明，蘿卜RsCHS1基因在胭脂蘿卜不同組織部位都有表達，具有組織表達特異性，在肉質根肉質和皮中顯著表達。轉RsCHS1基因擬南芥植株的葉柄和莖上有紅色素沉積，推測RsCHS1在胭脂蘿卜紅色素積累中起到關鍵作用。本研究結果為解析胭脂蘿卜大量積累色素的分子機制奠定了基礎。