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草莓(Fragaria×ananassa)是蔷薇科草莓属多年生草本植物,富含花青素,在市场极受欢迎。野生草莓作为草莓的近缘种,在我国资源丰富。本文以野生五叶草莓(Fragaria pentaphylla)、西南草莓(Fragaria moupinens)和黄毛草莓(Fragaria nilgerrensis)为研究材料,通过代谢组、转录组、荧光定量PCR、高效液相色谱方法对草莓花青素的积累及代谢合成过程中相关基因及转录因子的表达进行分析,初步揭示了三种野生草莓花青素的代谢差异及可能的分子机制;同时以栽培红颜草莓(Fragaria×ananassa Duch.’Benihoppe’)为研究对象,采用荧光定量PCR、高效液相色谱等方法探讨不同光照条件下花青素合成相关基因的表达机制;为进一步研究花青素合成代谢途径以及作物的优质育种提供基础。1、通过代谢组学和转录组学研究分析,结果表明黄毛草莓和五叶草莓之间共有1906个差异基因,其中五叶草莓中有1363个基因上调,543个基因下调;西南草莓和黄毛草莓之间有1979个差异基因,其中黄毛草莓中有677个上调,1302个基因下调;西南草莓和五叶草莓之间有824个差异基因,其中五叶草莓中有399个基因上调,425个基因下调。这些差异基因大部分集中在植物的次级代谢通路上。2、通过荧光定量PCR验证,对五叶草莓红白果实、西南草莓和黄毛成熟果实的花青素含量及花青素合成相关基因表达量的相关关系进行了分析,发现花青素含量与CHS、CHI、UFGT基因表达量达到显著相关水平,与转录因子MYB10的表达量达到显著相关水平,与MYB1的表达量达到显著负相关水平。类黄酮含量与F3’H基因表达量的相关性达到显著相关水平。3、采用高效液相色谱法(HPLC)和实时荧光定量PCR技术测定了不同遮阴处理下(透光率分别为100%、75%、25%)红颜草莓果实花青素含量及花青素合成相关基因的表达情况。结果显示,与100%透光率下的草莓果实相比,在75%和25%透光率下合成的花青素含量分别下降了41.58%和92.54%;和花青素合成相关基因的表达量也都有不同程度的下降,其中二氢黄酮醇4-还原酶基因(DFR)、类黄酮-3′羟化酶基因(F3’H)和类黄酮3-O-糖基转移酶基因(UFGT)的表达量与花青素含量相关性达到显著相关水平;此外,在遮光条件下转录因子MYB10、MYB1表达量也明显下调。可见,光照是影响草莓果实着色的关键环境因素,遮光抑制色素相关功能基因和转录因子的表达,阻碍了果实中花青素的合成,最终导致果实着色差异。