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花色素(Anthocyanins)是一类水溶性的类黄酮物质,广泛存在于植物的花、果实、种子、叶和茎中,是植物呈现五颜六色的物质基础。花色素生物合成途径主要受到查尔酮合成酶(CHS),查尔酮异构酶(CHI),黄烷酮3-羟化酶(F3H),黄烷酮3’-羟化酶(F3’H),黄烷酮3’5’-羟化酶(F3’5’H),二氢黄酮醇还原酶(DFR),花色素苷合成酶(ANS)及类黄铜3-O-糖基转移酶(UFGT)等关键酶的作用。花色素苷合成酶(ANS)是花色素合成途径中末端的关键酶,其性质和表达直接影响花色素的产生和积累,以及花的显色与否。因此,从基因结构层面及其进化机制方面研究ANS,对于理解花的显色机制以及ANS基因的进化、功能分歧有着重要的意义,同时为从基因工程方面改造花色、构建植物新品种提供理论参考。本研究主要通过对唇形亚纲植物ANS的理化性质、结构模型、密码子偏好性、正选择位点及功能分歧等方面进行全面、系统地研究,得出如下结论：1.唇形亚纲植物花色素合成酶ANS均为不稳定性蛋白,均含有最丰富的酸性氨基酸谷氨酸(Glu), ANS序列均表现为亲水性。2.唇形亚纲植物ANS二级结构元件主要以无规则卷曲、α-螺旋和β-折叠为主,其含量均大于15%；存在2-酮戊二酸依赖型双加氧酶保守序列,以及保守的His242,His298,Asp244亚铁离子结合位点和酮戊二酸结合RXS基序。3.通过ANS与三种底物无色矢车菊素(Leucocyanidin),无色天竺葵素(Leucopelargonidin)和无色翠雀素(Leucodelphinidin)对接发现三种底物均存在的活性位点为Asp238, Phe308, His236, His238及Asp292,三种底物B环附近除了Val外几乎不存在活性氨基酸残基,其催化反应主要发生在C环的C3和C4位点。4.唇形亚纲植物ANS均偏好AGC密码子,避免UUA、AUA、UCG、CAU、CGA和GGU这六种密码子的使用,有效密码子数Nc平均值为53.37,ANS基因表达水平均较低；龙胆科和茄科密码子第三位较倾向于A和T,而旋花科和唇形科则较倾向于G和C; ANS序列越长则密码子第三位更倾向于A和T,序列越短,密码子第三位G、C及整条序列中的GC含量越少。5.唇形亚纲植物ANS整体表现出纯化选择作用,显著的纯化位点主要集中于保守的FE2OG_OXY区域,在保守的亚铁离子结合位点和酮戊二酸结合的RXS基序附近显著的纯化位点最为密集；在所比较的四个不同科两两之间均表现出较大的Ⅰ型功能分歧,显著的分歧位点及正选择位点均集中于序列氨基酸序列前200aa部分。