郁金香（Tulipa gesneriana）是一种被广泛应用于花海和切花的球根花卉,其盛开期的花瓣具有夜晚闭合、白天开放的节律性运动。花瓣的衰老直接影响郁金香的观赏价值和经济价值,郁金香衰老后逐渐失去花瓣运动能力,因此郁金香花瓣运动能力的丧失在一定程度上成为花瓣衰老的特征。目前对于郁金香花瓣衰老的研究较少,对于郁金香花瓣运动的影响因素及调控机制也尚不明确。因此,挖掘调控郁金香花瓣衰老的关键基因,探究花瓣衰老的分子机制,阐述花瓣运动与花瓣衰老之间的关系,对延缓郁金香衰老、减少经济损失具有重要的意义。本研究首先记录了郁金香花瓣运动的过程并进行细胞学水平观察,在此基础上探讨了温度、光照等环境因子对郁金香花瓣运动的影响,以及温度和外源糖类物质对郁金香花瓣衰老的影响,同时对实验室三代转录组数据进行分析,筛选出两个在郁金香花瓣开花及衰老阶段差异表达的基因,分别编码热激蛋白Tg HSP70和糖转运蛋白Tg SWEET4,并阐述Tg HSP70和Tg SWEET4与花瓣运动及衰老调控的关系。本课题主要研究结果如下:1.郁金香花瓣具有节律性运动的现象。通过延时摄影记录了郁金香花瓣由闭合到开放的整个运动过程,并比较了不同品种间花瓣运动的差异,结果表明不同的郁金香品种花瓣运动的能力具有差异性。品种‘世界之爱’和‘夜皇后’具有明显的花瓣运动现象,花瓣的张开度较大,而品种‘纯金’的花瓣运动现象则不太明显。利用微距镜头和冰冻切片我们发现花瓣运动现象明显的品种,其表面气孔显著多于运动现象不明显的品种,同时在花瓣运动的过程中内部细胞形态未发生明显变化。2.光照和温度均可以作为单一因素调控郁金香花瓣运动。恒温条件下,郁金香花瓣在光照下会张开,而转入黑暗条件下逐渐闭合,并且花瓣闭合需要的时间要短于张开的时间;在恒定光照或黑暗条件下,降低温度会导致郁金香花瓣的闭合,而转入室温后花瓣又会逐渐张开。郁金香花瓣闭合速度快于张开速度。低温贮藏和外源糖类物质可以有效延缓郁金香切花的衰老。在4℃条件下,盛花期郁金香切花在一个月后才开始褪色衰老,而在常温下第五天便已完全衰老枯萎。外源添加3%葡萄糖和3%蔗糖均能延缓郁金香的衰老,延长郁金香切花瓶插期,提高观赏价值。3.Tg HSP70和Tg SWEET4参与调控郁金香花瓣的衰老。通过对实验室转录组候选基因的聚类分析,筛选并克隆两个在开花和衰老阶段表达量明显变化的基因,分别编码热激蛋白Tg HSP70和糖转运蛋白Tg SWEET4。通过定量PCR对其表达模式进行分析,结果表明Tg HSP70在花、叶、茎中大量表达,在根中表达量较少,而Tg SWEET4仅在花中大量表达;Tg HSP70在开花前表达量上调,在衰老过程中下调,而Tg SWEET4在着色期前表达量上调,在开花后下调;Tg HSP70在花瓣运动明显的品种中表达量高于花瓣运动不明显的品种,而Tg SWEET4仅在花瓣运动不明显的品种‘纯金’中大量表达。通过病毒介导的基因沉默（VIGS）技术,我们发现沉默郁金香花瓣中的Tg HSP70和Tg SWEET4基因,促进了郁金香花瓣的衰老。而过表达Tg HSP70和Tg SWEET4基因,则延缓了郁金香花瓣的衰老。结果表明Tg HSP70和Tg SWEET4可能作为正调控因子参与了郁金香花瓣的衰老。两个蛋白的亚细胞定位结果表明,Tg HSP70定位于细胞膜、细胞核以及质体中,是一个广泛表达的分子伴侣蛋白;而Tg SWEET4仅定位于细胞膜上。为进一步探究Tg HSP70的功能,使用mating法进行了酵母双杂交筛选c DNA文库实验,鉴定出可能与Tg HSP70互作的3个蛋白LUL4、COP1和BG2,并通过pull down实验初步验证了Tg HSP70与LUL4和BG2存在互作关系。相关研究探讨了影响郁金香花瓣运动和衰老的因素,部分揭示了郁金香花瓣运动与花衰老的关系。同时部分阐述了热激蛋白Tg HSP70和糖转运蛋白Tg SWEET4在郁金香花瓣衰老中的作用机理。相关研究为延缓郁金香花瓣衰老提供了新的思路。