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花生(Arachis hypogaea Linn.)是我国重要的油料作物之一,是食用植物油和蛋白质的重要来源。其种皮颜色变异丰富,有白色、粉红色、黑色(或深紫色)等。我国传统的花生品种以粉红色和红色为主,黑色种皮颜色的花生品种较少,黑色种皮的花生含有丰富的花青素和微量元素,对人体健康十分有益,因此越来越受到广大消费者的青睐和市场的欢迎。因此,揭示花生种皮花青素生物合成的遗传机制和重要基因,对于利用分子手段培育高营养价值的黑花生品种具有重要意义。为了鉴定控制花生黑种皮的基因,我们用花生黑色种皮品种YH29与粉种皮品种WH10杂交并构建了定位群体。通过QTL-seq等方法将控制黑种皮的基因定位于10号染色体,并在该区域内鉴定到一个与黑种皮性状紧密连锁的SNP标记和一个候选基因。论文的主要结果如下:1、表型分析表明,黑花生品种YH29的种皮颜色呈现深紫色,普通花生品种WH10的种皮呈现粉红色。此外,YH29的叶片、花、嫩茎也呈现不同程度的紫色,但子叶中花青素并没有差异。花青素含量的测定结果表明,YH29种皮、叶、嫩茎等部位的花青素均显著高于WH10。2、遗传分析表明,WH10(母本)与YH29(父本)杂交的F1杂种均为粉色种皮,与母本一致;F1代植株的嫩叶和花等器官的颜色及F2种皮均为淡紫色,为介于两个亲本之间的中间型,表明种皮由株被发育而来、种皮颜色由母体基因决定。对F2种皮颜色统计结果显示,黑色种皮:中间型:粉红种皮为1:2:1,符合单基因控制的分离比。3、通过全基因组重测序和QTL-seq分析,将控制种皮颜色的基因定位在10号染色体108-112.7 Mb的区间内。为了进一步缩小定位区间,我们在该区间内外设计12个SNP标记,其中7个标记在父母本中多态性良好,利用这7个标记对F2的57个极端植株进行验证,结果显示,SNP标记pTesta1089与目标性状紧密连锁。4、基因组注释结果显示标记pTesta1089下游2.9 kb处有一个R2R3-MYB转录因子基因(Ahy.J3K16K),Ahy.J3K16K在YH29的表达量显著高于WH10,表明该基因可能是控制花生黑种皮颜色的关键基因。5.比较转录组分析发现,黑花生品种YH29花青素生物合成途径中5种关键酶的编码基因均上调表达,而在与花青素生物合成相竞争的其他代谢途径中编码相关酶的基因表达下调,可能是造成YH29花青素大量积累,呈现黑色种皮的表型的关键因素。结论:YH29黑种皮颜色是由单基因控制的,定位结果显示该基因可能位于花生10号染色体4.7 Mb(108-112.7Mb)的区间内,并与标记pTesta1089紧密连锁,pTesta1089可以用做培育黑花生品种的分子标记。另外,Ahy.J3K16K编码一个R2R3-MYB转录因子,可能是控制花生黑种皮颜色的关键基因,但是关于Ahy.J3K16K基因的表达调控的机制尚需要进一步深入研究。本论文的实验结果可为深入研究花生种皮花青素合成的分子机理及培育高花青素含量的花生新品种提供参考。