百日草（Zinnia elegans）为菊科（Compositae）百日菊属（Zinnia）的一年生草本花卉,其花色众多、观赏性强,是良好的花坛花境材料。花青素苷是影响百日草花瓣呈色的重要色素物质之一,但目前未见百日草花青素苷代谢分子机制研究的报道。为了探究百日草花青素苷代谢机制,本研究以百日草‘梦境’系列的6种不同花色品种（象牙白DI、黄色DY、粉色DP、玫红色DRO、珊瑚色DC和红色DRE）为研究材料,对百日草舌状花花瓣花色表型、色素成分及其分布进行了初步研究。通过对不同花色品种花青素苷的组分和含量进行测定,并对花青素苷代谢结构基因的表达模式进行研究,发现相关结构基因序列和表达的差异是决定不同花色呈现的影响因素。同时,通过对百日草中MYB转录因子的筛选,从转录调控层面证实调节基因ZeMYB9参与调控百日草不同花青素苷组分的合成。主要结果如下:1.对百日草6个不同花色品种舌状花花瓣表型进行测量,将百日草分为白色系（DI）、黄色系（DY和DC）和红色系（DP、DRO和DRE）三大类。随着花朵开放过程,不同花色品种花色整体上明度逐渐降低,而黄度、红度和彩度不断升高。DI明度最高,DRE明度最低;DRO、DRE和DC品种的红度较高;黄色系品种的黄度高于其他品种;DC品种彩度最高。2.结合显色反应和舌状花花瓣徒手切片观察发现,DI和DY花瓣中不含花青素,DY花瓣的栅栏组织中有大量类胡萝卜素的存在。在DP、DRO、DC和DRE花瓣中均有花青素存在,花青素主要位于花瓣上表皮细胞中。DC和DRE上表皮细胞和栅栏组织中同时存在花青素和类胡萝卜素。3.通过高效液相色谱测定不同花色百日草舌状花花瓣中花青素苷组分及含量发现,DI和DY舌状花花瓣中未检测到花青素苷的存在,DRE花青素苷总含量最高。DP和DC中花青素苷主要为天竺葵素衍生物,占比86%以上;DRO和DRE由矢车菊素和天竺葵素的衍生物共同呈色,其矢车菊素衍生物占比分别为55.2%和61.2%。4.通过百日草花瓣转录组序列分析,鉴定出Ze CHS、Ze CHI、ZeF3H、ZeF3’H、Ze DFR和Ze ANS共6个花青素苷代谢结构基因。百日草不同花色品种开花进程中结构基因的表达模式分析,发现ZeF3H和ZeF3’H基因的表达与花青素苷积累紧密相关。ZeF3H基因在DI和DY花瓣中表达量极低,序列分析发现DI和DY的ZeF3H基因转录本均存在5 bp序列的插入,导致其终止密码子提前。DRE和DRO舌状花花瓣中ZeF3’H基因的表达量显著高于DP和DC中的表达量。5.从百日草转录组数据库筛选出33个ZeMYBs基因序列,其中ZeMYB9、ZeMYB10和ZeMYB22基因属于与花青素苷合成紧密相关的S6亚族。ZeMYB9和ZeMYB10基因在花瓣中表达量显著高于总苞片、茎和叶中的表达量,而ZeMYB22基因在总苞片表达量高。随着花开放,ZeMYB9基因表达量先上升后下降,ZeMYB10基因表达量逐渐上升,ZeMYB22基因表达量显著下降。通过对百日草不同发育阶段表达相关性分析发现ZeMYB9与ZeF3’H基因表达量显著正相关,进而对ZeMYB9的转录调控机制进行分析。6.利用FPNI-PCR技术扩增获得ZeF3’H基因起始密码子上游长度为1703 bp的序列,通过Plant CARE在线网站分析发现ZeF3’H启动子上存在MYB结合位点等顺式作用元件。双荧光素酶试验证实ZeMYB9能显著激活ZeF3’H启动子。瞬时转化矮牵牛花瓣和过表达稳定转化烟草试验证明ZeMYB9能明显促进矮牵牛和烟草花冠中花青素苷的合成和积累。7.为了探究MYB-bHLH复合体对百日草花青素苷合成的影响,筛选得到1个Ⅲf亚族bHLH转录因子ZeGL3,在花瓣中高表达。双分子荧光互补和荧光素酶互补试验证实ZeMYB9可与ZeGL3互作。双荧光素酶试验发现ZeGL3能协同ZeMYB9激活并促进ZeF3’H启动子表达。瞬时过表达烟草叶片发现只有ZeMYB9与ZeGL3共同诱导时能明显促进烟草叶片积累花青素苷。由此推测,ZeMYB9可以与ZeGL3形成复合体促进ZeF3’H基因的表达,进而影响百日草花青素苷组分合成及其花色呈现。