色泽是果实重要的感官品质之一，类胡萝卜素作为一类主要的色素，对植物体各项生理活动至关重要(Lu et al2006)，对人体健康也益处颇多。柑橘富含类胡萝卜素，有色体是柑橘果肉中合成与存储类胡萝卜素的主要器官(Egea et al2010)，在果肉细胞色素代谢过程中发挥着不可替代的作用。近年来，随着花椰菜等物种中Or基因功能被鉴定，植物有色体分化相关机理的研究更加深入(Li et al2001)。本研究在前人基础上，以多种柑橘色泽突变体果肉及愈伤为材料，一方面利用实时定量PCR(quantitative real-time PCR, qRT PCR)对柑橘质体基因组基因进行了全面的表达分析，另一方面通过遗传转化手段着重探寻柑橘Or基因在有色体分化过程中的作用，进而研究Or基因表达与类胡萝卜素积累代谢之间的相互影响与内在联系，主要研究结果如下:　　1.在琯溪蜜柚（Citrus grandis[L.] Osbeck）色泽突变体成熟果肉汁胞与拟南芥野生型、转Or基因型愈伤组织中，随着胞内有色体的由无至有，色泽表型也由无色变为有色。　　2.在琯溪蜜柚色泽突变体成熟果肉中，两个Or基因Cs7918870、Cs6914310的表达趋势十分相似，均为在积累β-胡萝卜素的黄肉琯溪蜜柚中表达量最高，在积累番茄红素的红肉琯溪蜜柚中其次，略高于白色琯溪蜜柚中的表达量，与三个品种果肉汁胞中类胡萝卜素总含量高低规律保持一致。在暗柳橙(Citrus sinensis[L.]Osbeck)与红暗柳橙中，随着果实的发育，Or基因Cs7g18870的表达量呈现显著的整体上升趋势;暗柳橙在果实发育晚期(12月份)的表达量远高于红暗柳橙;而Or基因Cs6914310在红暗柳橙中的表达量随果实发育整体呈上升趋势，在暗柳橙中却表现出先降后升的势态，且多个时期表达量均大幅高于同期红暗柳中相应表达量。两个Or基因的表达量与两个品种果肉汁胞中类胡萝卜素总含量高低规律完全相反。综上，在琯溪蜜柚红肉、黄肉色泽突变体，暗柳橙与红暗柳橙4个品种的成熟果肉中，红肉品种（琯溪蜜柚红肉色泽突变体、红暗柳橙）胞内Or基因表达量均低于黄肉品种（琯溪蜜柚黄肉色泽突变体、暗柳橙）中相应表达量;琯溪蜜柚中两个Or基因表达量与汁胞中类胡萝卜素总含量高低规律一致;柳橙中两个Or基因表达量与汁胞中类胡萝卜素总含量高低规律相反。　　3.在琯溪蜜柚色泽突变体中，质体基因组的绝大多数基因在黄肉琯溪蜜柚成熟果肉细胞中表达水平最高，红肉品种其次，而白肉品种整体活动较弱。暗柳橙与红暗柳橙相比，质体基因组基因的表达规律不尽相同;而在以果实发育时期为时间轴的纵向比较下，过半基因表达量在暗柳橙和红暗柳橙中均随果实发育逐渐上升，且10月份果实果肉中质体基因组基因呈现整体高表达。这一趋势又以红暗柳橙表现更为明显。除此之外，在红暗柳橙果实果肉中，质体基因组基因在12月份再次出现高水平表达。　　4.克隆了两个柑橘Or基因Cs7918870、Cs6914310，并通过gateway法成功构建其超量表达载体PH7WG2D-Cs7918870与PH7WG2D-Cs6914310，进而利用遗传转化手段将其转至马叙葡萄柚野生型愈伤组织Rm、转CrtB基因型愈伤组织Rm33及伏令夏橙愈伤组织V，并成功获得转基因抗性愈伤组织。观察发现Or基因转化所得抗性愈伤组织的色泽表型均与空白载体（对照）及转化前愈伤组织相似。挑取并成功培养、鉴定20个转Or基因Cs7918870所得Rm33阳性抗性愈伤组织单系后，发现这20个单系虽呈现出较大的色泽表型差异，但都在Rm（米白色）与Rm33（橙黄色）色泽表型差异范围内，与转化前的Rm33色泽不稳定特征相似，即Or基因Cs7918870转化所得Rm33抗性愈伤组织未产生与Rm33明显不同的色泽表型。由上，初步推测Or基因Cs7918870并不能单独使Rm33色泽产生显著变化。通过分析转Or基因Cs7918870的Rm33抗性愈伤组织单系中相关基因的表达量，进一步发现基因CrtB的表达量与抗性愈伤组织单系的色泽表型存在最为明显的对应关系，Or基因Cs7g18870的表达量与抗性愈伤组织单系色泽表型无明显整体性规律可循，但在有色抗性愈伤组织单系中与基因CrtB表达量在广义上呈现同高同低现象。因此，我们猜测在这些抗性愈伤组织单系中，基因CrtB的表达量是决定色泽表型的关键因素，Or基因Cs7918870虽不能单独使愈伤组织产生明显色泽变化，但可能在有色抗性愈伤组织单系中提高了基因CrtB的表达水平。　　5.通过对转Or基因Cs7918870所得Rm33抗性愈伤组织20号单系的激光扫描共聚焦显微镜观察，从细胞生物学角度再次确定了Or基因Cs7g18870的成功转入与相应蛋白的明确表达，同时意外发现载体PH7WG2D上所含基因GFP与转入基因Cs7918870的共表达产物——绿色荧光融合蛋白除致密分布于细胞外周外，还将细胞内某个区域完整地包裹起来，形成了类似戒指的“8”字形状。根据前人研究，我们猜测柑橘Or基因Cs7918870的表达产物可能定位于细胞膜与核膜等膜结构区域。另一方面，通过对20个转Or基因Cs7918870所得Rm33抗性愈伤组织单系和空白载体对照的透射电子显微镜(TEM)观察，发现所有抗性愈伤组织单系细胞中均存在大量淀粉体;米白色转Or基因抗性愈伤组织单系细胞中通常不存在其他形式质体，或夹杂少许无色素积累的不成熟质体结构;而大部分橙黄色转Or基因抗性愈伤组织单系细胞及空白载体对照中则发现了一些含质体小球色素沉淀的未完全成熟质体和少量具有明显双层膜轮廓的有色体类似结构;在颜色较为鲜亮的转Or基因抗性愈伤组织单系细胞内，发育更为成熟、质体双层膜轮廓更为清晰的有色体类似结构以及晶体状的色素沉淀均有被观察到。前人研究表明细胞中番茄红素和β-胡萝卜素含量较高时才会以晶体形式储存（Schweiggert et al2011），由此，我们认为在颜色较为鲜亮的转Or基因抗性愈伤组织单系细胞内观察到的晶体状色素沉淀很可能意味着胞内色素积累一定程度上的增加，从而进一步证明了Or基因Cs7918870可能具有诱导有色体分化、促进胞内色素积累的潜质。