花青素（Anthocyanin）是一类重要的次生代谢产物。在植物生长发育和逆境响应中发挥着重要作用。磷（P）是植物生长所必需的大量营养元素,缺磷可以诱导植物花青素积累,但具体的分子机制有待进一步研究。本课题研究了拟南芥（Arabidopsis）在缺磷条件下花青素积累和花青素合酶基因的表达情况,筛选了磷信号与花青素合成途径交互的关键蛋白;并进一步通过分子遗传学手段分析这些蛋白在缺磷条件下花青素积累的生物学功能。初步解析了缺磷诱导拟南芥花青素合成的分子机理,并为进一步理解植物响应磷缺乏的环境适应性提供必要的理论基础。主要研究内容及结果如下:1.研究了低磷处理对拟南芥野生型（WT）以及花青素合成相关突变体myb-RNAi、tt8、pap1-D花青素积累情况、花青素合酶基因DFR、LDOX、UF3GT表达的影响。结果表明,与正常磷浓度相比,在低磷培养基上生长7天的WT幼苗的花青素含量升高、花青素合酶基因表达量增加,而花青素合成功能获得突变体pap1-D响应低磷条件的花青素含量和花青素合酶基因表达量都显著增加,花青素合成功能缺失突变体myb-RNAi、tt8无明显差异。说明低磷诱导花青素积累部分依赖于MYBs和TT8等调节蛋白。2.通过酵母双杂交（Y2H）和双分子荧光互补（Bi FC）分析了磷信号通路关键转录因子PHR1/PHLs与花青素合成途径相关蛋白MYBs、TT8可能存在的相互作用。结果表明,PHR1与MYB75、MYB113和TT8在植物体内外存在物理互作,并且它们之间的相互作用依赖于PHR1的1～226个氨基酸序列以及MYB75、MYB113和TT8的N端结构域。说明在磷缺乏条件下,PHR1可能与MYB75、MYB113和TT8形成蛋白复合物,进而促进花青素的合成。3.我比较了不同磷浓度（+P,-P）培养基上生长7天的磷信号相关突变体phr1、phl2、phl3、phl3-40、phr1 phl2、phr1 phl3-40、phl2 phl3-40和phr1 phl2 phl3-40以及高表达植株35S:PHR1-2HA-5、35S:PHL2-2HA-3和35S:PHL3-2HA-7的花青素积累情况、花青素合酶基因DFR、LDOX、UF3GT的表达量。结果表明,与正常磷浓度相比,在低磷培养基上生长7天的phr1、phl2、phl3、phl3-40单突变体幼苗的花青素含量、花青素合酶基因的表达量均微弱的增加,双突变体和三突变体幼苗几乎对低磷不敏感;而低磷条件下的35S:PHR1-2HA-5、35S:PHL2-2HA-3和35S:PHL3-2HA-7高表达植株幼苗的花青素含量、花青素合酶基因的表达量均显著增加,与WT相比,高表达植株对低磷敏感性增加。说明PHR1及其同源蛋白正调控磷信号诱导的花青素积累。4.我通过观察myb-RNAi 35S:PHR1-2HA-5、tt8 35S:PHR1-2HA-5幼苗的花青素积累情况分析了PHR1与MYBs和TT8可能存在的遗传关系。结果表明,35S:PHR1-2HA-5植株能够部分恢复myb-RNAi和tt8突变体的低磷不敏感表型。说明磷信号PHR1可部分通过花青素合成相关调节蛋白MYBs和TT8促进花青素的积累。综上所述,本文研究结果表明磷信号核心转录因子PHR1与花青素合成关键调节蛋白MYBs和TT8可以形成蛋白复合物,介导磷信号诱导拟南芥幼苗中花青素的积累。该结果初步解析了磷信号诱导花青素合成的遗传机理,为植物内外源信号的交互提供了新的解释,对探索植物响应逆境胁迫提供了一定的理论基础。