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喜盐鸢尾(Iris halophila)具有耐盐耐旱特性,是一种很有发展潜力的耐盐园林绿化植物。喜盐鸢尾的花为黄白色,而它的另一个形态特征高度一致的分类学变种——蓝花喜盐鸢尾(I. halophila var. sogdiana)的花色为蓝色或紫色。从分子遗传学角度,喜盐鸢尾是蓝花喜盐鸢尾的花青素生物合成的天然突变体,因此,喜盐鸢尾是一种研究花青素生物合成的理想材料。本研究利用这两种植物花蕾的内轮花被为材料,进行了不同花色的组织特异性转录组比较分析,克隆了喜盐鸢尾花青素生物合成相关的差异表达基因片段,包括编码查尔酮合成酶(CHS)、查尔酮异构酶(CHI)和类黄酮-3’,5’-羟化酶类(F3’5’H-like)的基因,旨在阐明喜盐鸢尾花青素生物合成机理与花被着色机理,并为蓝花基因工程改造积累基因资源。在本研究中,分别利用两种植物未开放的花蕾,剥取其内轮花被提取其总RNA,利用Illumina第二代测序技术进行了高通量测序。测序片段利用NCBI NR蛋白质数据库和Swiss-prot蛋白质数据库进行了序列注释,并通过RPKM值判断转录本丰度相对差异。共从转录组中组装获得171173条转录本并map到35,543条Unigenes,转录本平均长度为479bp,Unigene平均长度750bp。对actin、tubulin、ubiquitin、磷酸丙糖异构酶(TPI)、磷酸甘油醛脱氢酶(GPDH)、真核细胞翻译起始因子等多个持家基因的表达分析表明,两种植物材料的基础转录水平相近。74个Unigenes分属于12个基因类型的花青素生物合成相关基因。根据两个转录组相应转录本的RPKM之比,初步确定了6个RPKM比大于10的差异表达基因,其中F3’5’H-like转录本RPKM比值高达155.17。根据转录组测序组装结果设计了相应基因的特异引物,通过逆转录PCR(RT-PCR)克隆获得了花青素生物合成相关的关键基因片段。克隆片段通过BLASTX搜索蛋白质数据库以寻找同源基因并确定正确的读码框,利用Mega软件进行了系统发生树分析。克隆的基因片段以TUBULIN为内参基因分别在喜盐鸢尾与蓝花喜盐鸢尾中进行了实时定量PCR表达分析。基因克隆结果表明,在喜盐鸢尾中分别克隆了CHS基因的326bp片段和420bp片段、CHI基因的461bp片段和F3’5’H-like基因的496bp片段；从蓝花喜盐鸢尾中克隆了CHS基因的311bp片段、CHI基因的457bp片段和F3’5’H-like基因的498bp片段。实时定量PCR结果显示CHS与F3’5’H-like基因在蓝花喜盐鸢尾中高水平表达,分别是在喜盐鸢尾中的5.27倍与3.71倍。序列分析结果表明,在蓝花喜盐鸢尾所获得的F3’5’H-like与经典的属于细胞色素P450 CYP75A亚家族的F3’5’H不同,而与万代兰的F3’5’H-like同属于CYP76AB亚家族,为一类新的蓝花相关基因。比较转录组分析结果显不F3’5’H-like在蓝花喜盐鸢尾中高水平表达,与实时定量PCR验证结果致,可能是两种植物花色显著差异的主要原因。