观赏桃作为观赏植物中的一种,花为重要的观赏器官,花色是衡量其观赏价值的重要标准之一。目前,国内外约有100多个观赏桃品种,花色丰富艳丽,深受人们喜爱。其中存在许多间色花品种,即同株植物上出现不同颜色的花,或是一朵上着斑点、条纹状的二色,或是整朵颜色与其他颜色不同。一般情况下不同的年份间色现象不固定出现在相同的位置。为阐明相同基因型不同花色的表现机理,本研究以同株间色碧桃‘洒红桃’上的花蕾为试验材料,首先确定导致白、红两色的主要色素种类,然后采用高通量测序技术,检测间色和红花碧桃存在的差异表达基因;并利用双向凝胶电泳和质谱仪技术,进行间色花和红花差异蛋白表达的比较分析;最后采用全基因组甲基化测序(WGBS)方法从表观中遗传学的角度分析基因甲基化在碧桃不同花色表现中的差异表达。研究结果如下:1、通过特征显色反应、紫外-可见光法和pH示差法分析两个样品色素。结果表明:桃花花瓣中主要色素为花青素,红色花瓣中花青素含量为0.122mg/g,与间色花瓣中花青素含量0.066mg/g形成极显著差异。同时,红色花瓣中类胡萝卜素含量为0.015 mg/g也显著高于间色的0.004 mg/g。花青素和类胡萝卜素的积累和分布可能是形成碧桃花白、红两色的主要原因。2、DGE高通量测序表明,在红花和间色花中分别有3,599,960和3,464,141个差异表达基因被检测到。其中有106个基因差异表达显著,其中在间色花库中78个基因为上调表达,28个为下调表达。GO分析表明高度富集基因与C-C裂合酶活性、羧基裂解酶活性、细胞信息传递及色素生物合成有关。采用qRT-PCR证实了11个基因的表达模式和测序结果相一致。差异表达基因分析表明:花青素羟化肉桂酰基转移酶(HCT)、黄烷酮-3-羟化酶(F3H)、异黄桐还原酶(IFR)、核黄素激酶(RFK)、类胡萝卜脱氢酶(ZDS)、ABC转运蛋白可能与桃花色形成有关。3、在间色花和红花库中发现了500多个可重复的蛋白质点(P<0.05)及72个显著差异的蛋白质点。其中70个蛋白通过质谱分析鉴定,进一步分析发现20个蛋白点为上调表达,50个为下调表达。被识别的蛋白按功能可分为11类,能量相关蛋白(占22.86%)最多、新陈代谢和防御相关蛋白质次之。这些蛋白中,LDOX、WD40、ACC和PPOⅡ与色素合成途径相关。大部分涉及能量和新陈代谢的蛋白质提供能量和底物。4个UCH蛋白与蛋白命运相关,可能在桃花翻译后修饰过程中起重要作用。3个在间色花中上调表达的未知蛋白,其功能需要进一步深入研究。4、甲基化分析发现两个样品均获得有效数据10.8Gb,单链覆盖深度分别达到42.5 X。CG平均甲基化水平达到51.67%,主要集中在基因转录区。与上下游区域相比较,CHG和CHH在转录区的甲基化水平更低。通过全基因组的甲基化分析发现了 189个DMRs,对其进行GO功能分析分类到12个生物过程、6个细胞成分、3个分子功能上。与表达水平联合分析发现,上游和下游2K的甲基化水平高于基因本身,并且沉默基因的甲基化水平更高。间色花蕾中甲基化的基因有23941个(88.1%),非甲基化的基因有3240个(11.9%);在红色花蕾中,甲基化的基因有23806个(87.6%),非甲基化的基因为3365个(12.4%);两个样品比较具有表达特异性的甲基化基因8416个。结合转录组数据发现一个同时存在差异甲基化和差异表达特征的基因SBP转录因子。与蛋白质组联合分析发现52个差异蛋白质的基因均有不同程度的甲基化。