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蓝莓（Vaccinium spp.）是杜鹃花科（Ericaceae）杜鹃属（Vaccinium L.）多年生丛生型灌木,其果实营养保健价值高,树体外观具季相变化,尤其是在秋季随着气温的降低,蓝莓叶片中花青苷大量积累,叶片由绿色转变为红色,极具观赏价值,是园林造景、美化环境的优良材料。花青苷广泛参与植物生长发育的许多方面,如提高植物对低温、干旱等环境胁迫的抗性、吸引动物取食以及促进花粉和种子的传播等。花青苷主要分布在高等植物的叶片、花朵、果实及其他器官组织的液泡中,在蓝莓、枫树、槭树等一些衰老叶片中含量较高,是决定叶片色泽的重要因素。花青苷通过苯丙氨酸途径合成,受转录因子调控、结构基因表达水平及外界环境因子诱导等因素共同影响,其中MYB是调控花青苷合成代谢最重要的一大类转录因子。MYB可通过调控代谢途径中结构基因（F3H、ANS、DFR、UFGT等）的表达水平实现对植物花青苷生物合成的调控,而温度是诱导花青苷积累的重要环境因素之一。然而,低温诱导蓝莓叶色转变的代谢和分子基础尚不清楚,Vc MYB转录因子响应低温诱导参与调控蓝莓叶片花青苷的生物合成以及影响植株生长发育的机制也不清晰;此外蓝莓基因功能的探索尚缺乏高效、稳定的遗传转化体系,影响了相关研究的进程。本研究解析了蓝莓叶片响应低温诱导叶色转变的代谢和分子基础,深入挖掘了Vc MYB9a响应低温诱导调控蓝莓叶片花青苷生物合成并影响植株生长发育的分子机制,此外,还利用二倍体蓝莓‘Red Button’构建了高效稳定的遗传转化体系,用于蓝莓Vc MYB9a基因的功能验证。主要研究结果如下:1、低温处理后蓝莓叶片中叶绿素含量减少、花青苷大量积累,导致叶色由绿变红,并且伴随低温的持续或强度的增加叶色转变更加剧烈,最终由全绿变为鲜艳的红色,具有较高的观赏价值,而花青苷是决定蓝莓叶片转色的主要色素。2、低温处理后,蓝莓对低温诱导的响应存在明显的品种间差异。‘Duke’等高丛蓝莓属于低温敏感型品种,在低温环境里光合作用迅速停止,叶绿素含量急剧降低,花青苷大量积累,叶色发生剧烈转变,叶片进入衰老期。此时,叶片中与花青苷生物合成、抑制植物生长促进器官衰老以及增强逆境抵抗能力相关的多种氨基酸含量升高。15N标记试验表明氮磷钾等营养物质养分回流到植株的枝干中贮存,枝条木质化程度高,植株越冬抗寒能力强。与此相反,‘Brightwell’等兔眼品种对低温逆境反应不敏感,植株持续生长,花青苷生物合成量少,转色期较长。这类蓝莓对低温不敏感,养分回流慢,新生秋梢木质化程度低,容易发生冻害,严重影响次年蓝莓产量。这说明低温对蓝莓生长发育产生抑制作用,花青苷提高了植株抵抗低温逆境的能力。3、代谢组学分析发现,蓝莓绿色叶片中以原花青素B1、矢车菊素-3-O-半乳糖苷、槲皮素-3-O-葡萄糖苷和矢车菊素-3-O-阿拉伯糖苷含量较多,在叶色由绿变红的过程中含量持续提高,而红色叶片中以矢车菊素-3-O-半乳糖苷和矢车菊素-3-O-阿拉伯糖苷为主。这说明低温主要是通过促进了蓝莓叶片中矢车菊素-3-O-半乳糖苷和矢车菊素-3-O-阿拉伯糖苷的生物合成提高了花青苷的含量。4、将低温诱导蓝莓叶色转变过程中表达差异显著的Vc MYB转录因子异源转化到苹果愈伤组织后发现,Vc MYB9a、Vc MYB9b和Vc MYB5d均能显著促进花青苷的生物合成,其中,以Vc MYB9a的超量表达材料中花青苷积累量最多。序列比对后发现三个Vc MYB基因的CDS序列高度一致,Vc MYB9b和Vc MYB5d可能是Vc MYB9a等位基因。拟南芥中异源过量表达Vc MYB9a后,花青苷大量积累,导致叶色变红。这说明低温诱导蓝莓片积累花青苷的过程可能受多个Vc MYB转录因子的共同调控,而Vc MYB9a可能是调控响应低温诱导调控蓝莓叶片花青苷生物合成的主效基因。5、通过对蓝莓离体叶盘诱导不定芽再生体系的优化,发现WPM+2.0 mg·L-1ZT+1.0mg·L-1IBA适合于多种蓝莓材料的组培再生。蓝莓的倍性水平与愈伤组织诱导和分化效率呈负相关关系,二倍体蓝莓‘Red Button’具有诱导时间短、分化质量好、再生能力强、不定芽数量多等优点。利用‘Red Button’的无菌叶盘,通过农杆菌介导,优化侵染条件,筛选适宜的抗生素浓度,最终获得了转基因材料,建立起蓝莓高效稳定的遗传转化体系。这表明‘Red Button’是一种理想的遗传转化材料,可以作为研究蓝莓基因功能的模式材料。6、对Vc MYB9a转化材料进行定量检测发现,蓝莓花青苷代谢通路中关键结构基因（Vc PAL、Vc C4H、Vc4CL、Vc CHS、Vc CHI、Vc F3H、Vc DFR、Vc ANS和Vc UFGT）的表达水平均受Vc MYB9a的调控。7、对Vc MYB9a进行病毒诱导沉默（Vigs）和超量表达后发现,蓝莓Vc MYB9a沉默株系中叶片的花青苷含量减少,叶绿素含量升高,叶片由暗红色变为亮绿色,植株的生物量增加;而蓝莓Vc MYB9a超量株系中叶片的花青苷含量显著增加,叶绿素含量较少,由亮绿色变为暗红色,植株生长受抑制,生物量增加缓慢,叶片加速衰老。低温处理后发现,蓝莓Vc MYB9a超量株系抵御低温逆境的能力显著提高。本研究结果表明Vc MYB9a响应低温诱导后,调控花青苷代谢通路结构基因的上调表达,促进了花青苷的生物合成,花青苷的大量积累导致蓝莓叶片变红,抑制了植株的生长发育,提高了蓝莓的低温抗性,同时赋予蓝莓更高的观赏价值。