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花青素是陆生植物特有的一种水溶性色素，能够保护植物免受紫外线的伤害，同时具有抗氧化、抗病毒、抗癌、抗衰老以及增强人体免疫力等活性。小麦是重要的粮食作物，一些品种的胚芽鞘，果皮，叶鞘等部位常常积累高含量的花青素，但除了小麦的红粒性状得到比较清楚解析外，其它性状的分子遗传机理尚不清楚。MYB(v-myb avian myeloblastosis viral oncogene homolog)转录因子是调控花青素代谢的重要转录因子，其等位变异决定了一些性状，如小麦的红粒性状就与第三同源群的MYB转录因子有关。在小麦中还有没有其它MYB转录因子，它们与小麦中花青素合成代谢相关性状的关系尚不能确定。因此，克隆小麦MYB基因并验证其功能，有助于解析小麦中花青素合成代谢的分子调控机理。 本研究利用拟南芥和玉米中与花青素合成相关的MYB基因序列在普通小麦基因组测序数据库(https://urgi.versailles.inra.fr/blast/blast.php)、乌拉尔图小麦(AA)基因组数据库(http://gigadb.org/dataset/100050)和节节麦(DD)基因组数据库(http://gigadb.org/dataset/100054)中进行同源搜索，发现在3AL、3BL、3DL、4AL、4BL、4DL、7AS、7BS、7DS上各存在一个与MYB基因高度同源的重叠群序列。 设计针对7AS、7BS、7DS上MYB基因的特异引物，从小麦基因组中分离了3个MYB基因并定位于7A、7B、7D染色体，即TaMYB-7A，TaMYB-7B、TaMYB-7D。RT-PCR分析表明小麦品种高原115紫色胚芽鞘中仅TaMYB-7D基因表达，而在白色胚芽鞘中没有检测到Rc(紫色胚芽鞘性状位点)基因的表达。同时TaMYB-7D还在高原115紫色种皮中表达，而在无花青素合成的根、茎、叶中不表达。生物信息学分析表明TaMYB-7D仅含有1个内含子，其编码蛋白含有2个连续的MYB结构域，为典型的R2R3-MYB蛋白。植物MYB蛋白系统进化分析表明TaMYB-7D从属于调控花青素生物合成的MYB基因分支，与玉米中调控花青素代谢的ZmCl亲缘关系较近，具有MYB DNA结合域和转录激活结构域。 亚细胞定位分析表明TaMYB-7D蛋白主要定位于细胞核。瞬时表达功能验证表明单一的TaMYB-7D能够诱导白色胚芽鞘细胞产生少量花青素，但是单一的ZmR或ZmCl不能使白色胚芽鞘细胞产生花青素。TaMYB-7D能在玉米的ZmR协同作用下使胚芽鞘细胞产生大量的花青素，并且在功能上可与ZmCl相互替代。 通过对比光照下高原115和Opata不同时期胚芽鞘以及暗处理胚芽鞘中花青素的积累量、TaMYB-7D以及结构酶基因的表达模式，发现TaMYB-7D的表达与胚芽鞘中花青素的合成以及DFR(二羟基黄酮醇还原酶)的表达成正相关。因此很有可能光诱导了TaMYB-7D基因的表达，TaMYB-7D蛋白进入细胞核激活DFR基因的转录，从而促进高原115胚芽鞘中花青素的合成。利用Opata×高原115重组自交系F8代群体研究了紫色胚芽鞘性状的遗传规律，表明紫色和白色胚芽鞘品系的分离比为1∶1，符合F8代理论分离比例，由此推测高原115紫色胚芽鞘性状由完全显性的单基因控制，同时发现胚芽鞘的颜色与TaMYB-7D的表达之间呈现共分离现象，说明它们之间是连锁的。以上结果表明TaMYB-7D是控制高原115紫色胚芽鞘性状的主效基因。 利用4DL上MYB基因的特异引物，从高原115中分离了TaMYB3-4D。结果表明，TaMYB3-4D仅含有一个内含子，其编码蛋白含有2个连续的MYB结构域，为典型的R2R3-MYB蛋白。TaMYB3-4D系统发生关系上与调控花青素合成的MYB蛋白亲缘关系较近。TaMYB3-4D与玉米bHLH基因ZmR瞬时表达能够诱导白色胚芽鞘中花青素的合成。此外，TaMYB3-4D基因仅在高原115含花青素的种皮和胚芽鞘中表达，在根、茎、叶中均未表达。这些结果表明，TaMYB3-4D是一个具有调控花青素合成代谢功能的R2R3-MYB基因，很有可能参与小麦花青素的生物合成。