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花青素作为植物体内重要次生代谢产物，在植物生长发育、应答外界生物或非生物胁迫中发挥重要作用。小麦是最重要的粮食作物之一，胚芽鞘中花青素的积累有利于苗期小麦应对外界胁迫。MYB转录因子是植物体内最重要转录因子之一，通过调节花青素合成代谢途径中结构基因的表达调控植物花青素合成。本研究采用同源克隆的方法，从小麦及其近缘物种中分离胚芽鞘中表达MYB转录因子，进行功能验证，并分析其在紫色胚芽鞘性状形成中的作用。主要结果如下: 1、利用同源克隆技术,从普通小麦高原115中分离到TaMYB3-4A基因，TaMYB3-4A基因为853bp，其CDS为729bp，含有一个124bp内含子，编码一个242个氨基酸的蛋白，其N-端具有一个典型的R2R3-MYB结构域。系统发生分析发现TaMYB3-4A蛋白与调控花青素或黄酮醇生物合成的MYB类转录因子聚为一类，与TaMYB3-4B，TaMYB3-4D高度同源。当TaMYB3-4A和ZmR共表达时，能够诱导Opata白色胚芽鞘中花青素的合成，表明TaMYB3-4A具有调控花青素合成代谢的功能。TaMYB3-4A在胚芽鞘、种皮和茎中均表达，在叶片和颖壳亦有少量表达，在根中未检测到。实验结果表明TaMYB3-4A基因参与高原115小麦胚芽鞘、种皮的花青素合成代谢调控。 2、紫色胚芽鞘小麦品种墨引2号、青农524和W7984中分离到TaMYB-A1基因，该位于小麦7A染色体短臂上，TaMYB-A1编码蛋白含有257个氨基酸，蛋白分子量27.43kDa，理论等电点为8.71，SubLoc v1.0预测定位于细胞核。TaMYB-A1蛋白其N-端有一个典型的R2R3-MYB结构域，与调控花青素或原花青素生物合成的转录因子聚为一类;瞬时表达结果表明TaMYB-A1转录因子参与调控小麦胚芽鞘中花青素的合成。5个白色胚芽鞘小麦中均含有TaMYB-a1基因，在811处单碱基C的缺失，产生移码突变，不能诱导花青素的合成。实验结果表明TaMYB-A1，基因是调控小麦胚芽鞘中花青素的合成重要基因。 3、260份A组小麦中14份T.monococcum和235份T.urartu胚芽鞘为紫色，仅有1份为白色(IG113243)，表明紫色胚芽鞘为有利生物学性状。TuMYB-A1基因在A组中高度保守，9份T.monococcum和91份T.urartu中TuMYB-AJ，包含6种单元型。T.monococcum可分为A和B单倍型，其中3个品种是A单倍型，6个品种是B单倍型;91个T.urartu包含4种单倍型，即C，D，E和F单倍型。其中C单倍型含有75个品种，D单倍型14个，E单倍型1个，F单倍型1个，但在乌拉尔图小麦中未能发现TaMYB-a1变异类型。 4、从乌拉尔图小麦G113243（白色胚芽鞘）和IG44831（紫色胚芽鞘）中TuMYB-A1和TuMyc基因功能分析。IG113243和IG44831胚芽鞘中的TuMyc基因序列相同且表达量接近。TuMYB-A1基因CDS序列在两个品种间存在3处碱基的转换，编码蛋白序列仅有1个氨基酸残基的差异(T159A)。瞬时表达分析表明，这两个材料中的TuMYB-A1均能够在ZmR的协同下诱导花青素合成代谢。TuMYB-A1基因和DFR基因表达量在白色胚芽鞘中的表达量明显低于紫色胚芽鞘中的表达量。IG113243中TuMYB-A1基因的启动子存在变异，造成TuMYB-A1降低，从而造成花青素合成结构基因DFR表达量显著降低，影响花青素的合成。证实TuMYB-A1基因T.urartu胚芽鞘花青素合成代谢发挥关键作用。 5、节节麦As77（白色胚芽鞘）和As60（紫色胚芽鞘）中AsMYB-D1和AsMyc基因功能分析。在As77和As60中的AsMYB-D1基因核苷酸序列完全一致，并且在胚芽鞘中的表达量接近，AsMYB-D1不是As77白色胚芽鞘产生的原因。As77和As60中的AsMyc分别命名为AsMyc-77和AsMyc-60。AsMyc-60的CDS序列为1704bp，编码一个567个氨基酸蛋白。与AsMyc-60基因相比，AsMyc-77仅有3处单碱基的转换或颠换。但1309bp处G-T突变引起编码提前终止，AsMyc-77编码蛋白仅为436个氨基酸。瞬时表达分析，AsMyc-60和TaMYB3-4A共转化时能够诱导白色胚芽鞘中紫色花青素合成，而AsMyc77和MYB3-4A共转化时则不能诱导白色胚芽鞘中产生花青素斑点，表明AsMyc77蛋白由于提前终止而失去参与花青素合成的能力。AsMyc-77的调控花青素合成代谢功能的丧失，可能是节节麦品种As77白色胚芽鞘形成的原因。