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鸢尾属（Iris）植物为鸢尾科多年生草本植物,是园林应用上重要的观赏植物。鸢尾属植物种类丰富,形态各异,花色以高雅的蓝紫色为主,呈色物质主要为花青素。不同种的蓝色花鸢尾之间可能存在一定的成分、含量差异,从而形成不同蓝色系花,但目前这种花色差异形成的物质基础及调控机理还不清楚,蓝色花差异呈色机理的解析对蓝色系花色育种具有重要意义。DFR是花青素生物合成通路下游的重要酶,常通过对催化底物的特异性选择或通过调控下游基因的表达来影响花青素合成进而影响花色呈色。本研究以溪荪（Iris sanguinea）、北陵鸢尾（I.typhifolia）、燕子花（I.laevigata）、马蔺（I.lactea var.chinensis）4种鸢尾为研究对象,通过花青素代谢组学解析不同鸢尾呈色的物质基础,并对花色调控的关键基因DFR进行克隆和功能验证。从代谢产物与分子层面初步探讨了鸢尾蓝色花的呈色机理,为蓝色花分子育种奠定基础。主要的研究结果如下:（1）利用英国皇家园艺比色卡和小型色差计CR-10 Plus对4种鸢尾的花被片颜色进行了测量比较,均属于purple-violet色系。构建的CIELab空间坐标系,发现花色间的明度（L*）、红绿属性（a*）、黄蓝属性（b*）参数相差较大,其中,马蔺L*值较大,花被片色彩偏明亮;北陵鸢尾与燕子花a*值均较大,花被片色彩均偏红色,且北陵鸢尾相较于燕子花L*值稍高,呈现出更明亮的颜色;溪荪花被片b*值最低,在4种鸢尾花被片中呈现最深的蓝色。（2）利用液相色谱串联质谱（LC-MS/MS）对4种鸢尾盛开期花被片花青素苷定量检测,共检测到61种代谢物质,包括矢车菊素、天竺葵素、飞燕草素、芍药花色素、矮牵牛素、锦葵色素以及黄酮类等物质。溪荪、北陵鸢尾、燕子花、马蔺中的花青素总量分别为137.24、326.65、276.18、137.55μg/g。4种鸢尾花青素成分及含量存在很大差异,北陵鸢尾含有矢车菊素-3-O-丙二酰葡萄糖苷等7种特有代谢物,马蔺含有飞燕草素3-O-半乳糖苷等4种特有代谢物,燕子花中的特有代谢物为矮牵牛素-3-O-桑布双糖苷,而溪荪不存在特有代谢物。北陵鸢尾较高的花青素含量可能提高了其对盐碱、干旱生境的适应性。马蔺花被片中特有物质芦丁及较高黄酮化合物,可能使其具有最强的环境适应性。构建多元线性回归方程分析花色苷与L*、a*、b*色差值之间的关系,确定飞燕草素是4种鸢尾花瓣呈现蓝色的主要色素,矮牵牛素在北陵鸢尾、燕子花中的积累使其花瓣由蓝偏向紫红色,黄酮类物质的积累使马蔺呈现更加明亮的颜色。（3）以4种鸢尾花被片总RNA反转录得到的cDNA为模板,克隆了DFR基因,分别命名为IsDFR（GenBank登录号MH091707）、ItDFR（GenBank登录号OP484852）、IlDFR（GenBank登录号OP484853）、IlaDFR（GenBank登录号KY907171.1）,基因长度分别为1071bp、1074bp、1068bp和1074bp,分别编码356、357、355、和357个氨基酸。生物信息学分析发现4种DFR均属于结构稳定的亲水性蛋白,不存在跨膜区域和信号肽,具有典型Epimerase结构域。其中,IsDFR蛋白和ItDFR蛋白具有7个糖基化位点,IlDFR蛋白和IlaDFR蛋白具有8个糖基化位点。选取16个相似度高的物种的DFR蛋白序列构建系统进化树,发现4种鸢尾与鸢尾科植物荷兰鸢尾亲缘关系最近。根据拟南芥同源蛋白互作网络推测4种DFR蛋白参与植物花青素、黄酮醇、儿茶素和原花青素等物质的合成。（4）用BamH I和Sal I两种限制性内切酶对pCAMBIA1300-GFP空载质粒进行载体线性化,通过同源重组的方法成功构建pCAMBIA1300-IsDFR-GFP、pCAMBIA1300-ItDFR-GFP、pCAMBIA1300-IlDFR-GFP、pCAMBIA1300-IlaDFR-GFP载体,并使用冻转法转入农杆菌GV3101中,通过农杆菌介导的方式将其转入模式植物烟草中,经抗生素筛选和抗性植株的PCR验证,从DNA分子水平上证明了IsDFR、ItDFR、IlDFR、IlaDFR基因成功整合到烟草基因组中,各获得3个转基因阳性株系。保留下来的为转IlDFR、IlaDFR株系。（5）通过花色表型观察,发现转IlDFR基因烟草（OE-IlDFR）的花色比烟草（WT）深,而转IlaDFR基因烟草（OE-IlaDFR）的花色较浅。通过盐酸-甲醇法对花瓣花色苷含量检测,发现OE-IlDFR的花色苷含量为65.54μmol/g,比WT（31.48μmol/g）提高了108.20%;而OE-IlaDFR花色苷含量为28.90μmol/g,比WT下降8.19%。使用实时荧光定量法检测转基因烟草花被片中的DFR、ANS、UFGT、ANR、LAR基因的表达量,发现DFR基因、ANS基因在转基因烟草中均显著上调表达,确认IlDFR、IlaDFR参与花青素合成;在转IlDFR基因烟草中,UFGT基因呈显著上调表达,ANR基因和LAR基因下调,确定IlDFR基因以花青素合成为主,使花色变深。而在转IlaDFR基因烟草中,UFGT基因下调表达,ANR基因和LAR基因上调,IlaDFR基因以表儿茶素、儿茶素合成为主,导致花色变浅,可以认为DFR在鸢尾蓝色花花色差异调控中起着关键作用。两种转基因烟草比WT的生长速度更快,可能DFR基因对植物生长调节等方面也有一定影响。