类黄酮是植物体内至关重要的次生代谢物质,到目前为止已发现近万种类黄酮物质。其中,黄酮醇为起源最早,分布最广的类黄酮物质,具有广泛的生物学功能,如抵抗紫外线、抗氧化和影响花朵颜色等。黄酮醇合酶是直接决定黄酮醇种类和含量的关键节点酶,对于植物中黄酮醇的合成具有重要作用。因此,对于黄酮醇合酶的研究具有重要意义。当前,针对黄酮醇合酶的研究主要聚焦在双子叶植物的营养器官和果实中,而针对单子叶植物和花朵中的研究却鲜有报道。本论文以单子叶花卉植物香雪兰Red River?作为研究对象,克隆了其花器官中多条FhFLSs基因,并通过转基因实验和体外酶活实验鉴定了它们的功能,初步解析了决定香雪兰Red River?中黄酮醇种类和含量的分子基础。主要实验结果如下:1.香雪兰黄酮醇合酶基因（FhFLSs）的克隆及序列分析用拟南芥At FLS1序列进行本地BLAST检索香雪兰Red River?转录组数据库,筛选得到6条潜在黄酮醇合酶基因,分别命名为FhFLS1、FhFLS2、FhFLS3、FhFLS4、FhFLS5和FhFLS6。进一步分析发现,它们的开放阅读框（ORF）分别为996bp、981bp、996bp、1050bp、1074bp和1074bp,分别编码332、327、332、350、358和358个氨基酸。氨基酸同源比对显示:FhFLSs均包含HXD结构域(与Fe2+结合)和RXS结构域（与2-酮戊二酸结合）,说明FhFLSs均属于2-酮戊二酸和Fe2+依赖的加氧酶家族（2-ODDs）。系统进化树分析显示:FhFLS1、FhFLS2和FhFLS3与拟南芥、烟草等植物中控制黄酮醇合成的黄酮醇合酶聚在一起,进一步暗示其具有黄酮醇合酶的功能,而FhFLS4、FhFLS5和FhFLS6单独聚在一支,其可能不具有催化黄酮醇合成的功能。2.FhFLSs的表达模式分析将香雪兰花朵开放过程分为5个时期:绿苞期、红绿间期、红苞期、初开期和盛开期,并将盛开时期的花朵分为5个部分:花瓣、花托、花萼、雄蕊和雌蕊,探究了FhFLSs的时空表达模式。结果发现:FhFLS1和FhFLS3的表达模式相似,均在开花早期表达量达到峰值,随着花朵开放,其表达量逐渐降低,这与香雪兰花朵开放过程中黄酮醇积累模式具有较高的相关性,而且它们都是在花托中表达量最高,推测其可能负责了香雪兰开花早期和花托中黄酮醇的合成。FhFLS2在绿苞期痕量表达,随后逐渐升高,在红绿间期达到峰值并维持稳定,而且其在花瓣、雄蕊和雌蕊等花器官中表达量很高,说明FhFLS2在花朵开放后期和花瓣、雄蕊、雌蕊中发挥重要功能。因此,FhFLS1、FhFLS2和FhFLS3可能负责了香雪兰花朵不同发育时期和不同部位的黄酮醇合成。3.FhFLSs转基因功能验证将FhFLSs构建过量表达载体并进行转基因烟草验证。结果显示:过表达FhFLS1、FhFLS2和FhFLS3的烟草花朵颜色变浅。代谢物检测分析发现:转基因烟草中花色苷含量减少,黄酮醇含量增加,尤以堪非醇增加较为明显。结果表明,FhFLS1、FhFLS2和FhFLS3在植物体内具有催化黄酮醇合成的功能。4.FhFLSs催化特性分析构建了原核表达载体并制备了可溶性重组蛋白,对FhFLS1、FhFLS2和FhFLS3的催化特性进行分析。结果显示,FhFLS1、FhFLS2和FhFLS3均可利用二氢堪非醇生成产物堪非醇,也能利用二氢槲皮素生成槲皮素。但是,只有FhFLS2能够利用二氢杨梅酮生成杨梅酮。而在香雪兰Red River?花朵中含有大量的堪非醇和少量的槲皮素物质,没有检测到杨梅酮的积累。因此,结果暗示了FhFLS1、FhFLS2和FhFLS3的催化特性可能是决定香雪兰Red River?花朵中黄酮醇种类和含量的分子基础的重要原因。综上,本研究首次在单子叶植物香雪兰Red River?中克隆得到多条黄酮醇合酶基因并对其进行功能验证,初步阐明了香雪兰黄酮醇苷元种类多样性的分子基础。研究结果一方面将为进一步探究香雪兰Red River?花朵黄酮醇合成转录调控机制奠定基础,另一方面也为相关作物改良提供基因资源。