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李（Prunus）属于蔷薇科的李属,是一种重要的温带果树,在世界各地有悠久的栽培历史,是仅次于桃的第二大核果类果树。其中,中国李（Prunus salicina L.）是最具商业价值的品种之一。中国是世界上最大的李生产国,据了解,中国李及其杂交种所占比例超过全球李产量的70%。花色苷是果实中重要的次生代谢产物,不仅参与植物体内多种代谢反应,而且被广泛应用于食品、保健、美妆等各个各业。花色苷在植物中的合成受到外部环境、内部因素等多方面调控。其中,激素和光照对花色苷的合成有非常大的影响。激素对花色苷合成的影响研究较多,主要集中在脱落酸和乙烯对花色苷合成的调控上。光照调控花色苷合成的机制的研究多集中在紫外光上,可见光下花色苷合成的机制研究较少。本研究基于实验室前期对李果实在黑暗下积累花色苷的研究,探讨了可见光下花色苷合成的调控机制。主要结果如下:1.可见光下花色苷的合成受光合光反应产物NADPH的调控。对李果实在可见光下和暗处分别处理后,可见光下果皮中花色苷合成速度显著高于暗处处理的果实。使用光合电子传递链（Photosynthetic electron transport,PET）抑制剂二氯苯基二甲基脲（3-（3’,4’-dichlorophenyl）-1,1-dimethylurea,DCMU）和甲基紫精（Methyl viologen,MV）处理果实,分别抑制光系统II（Photosystem II,PSII）和光系统I（Photosystem I,PSI）的活性后,果皮中ATP和NADPH含量也都降低,且果皮花色苷含量远低于对照,花色苷合成相关基因Ps CHS、Ps DFR、Ps ANS和Ps UFGT的表达显著下调。外施ATP、NADH和NADPH处理果实后,果皮花色苷含量均显著升高。表明可见光下光合光反应所产生的ATP和NADPH能促进花色苷的合成。2.可见光下花色苷的合成受苹果酸脱氢酶（Malate dehydrogenase,MDHs）基因调控。通过对植物中MDHs基因家族的进化分析,发现MDHs以其所定位的不同细胞器进行区分,不同物种位于同一细胞器中的MDHs高度保守。克隆出李中四个MDHs（线粒体MDH1:Psm MDH1;线粒体MDH2:Psm MDH2;叶绿体MDH:Psch MDH和细胞质MDH:Pscy MDH）,检测李果实不同处理后这四个MDHs的基因表达,结果发现,DCMU和MV处理的果实中Psm MDH2和Psch MDH的表达都显著降低,表明光反应被抑制后会影响MDHs的表达。使用VIGS技术将李中三个MDHs（Psm MDH2、Psch MDH和Pscy MDH）沉默后,果实中花色苷含量都有不同程度的降低,花色苷合成的相关基因Ps DFR、Ps ANS和Ps UFGT的表达也显著降低。表明可见光下MDHs对李果实花色苷的合成有促进作用。同时,使用拟南芥（Arabidopsis thaliana）MDHs基因突变株系进行低温处理后,叶绿体MDH突变体chmdh、线粒体MDH突变体mmdh1和mmdh2中花色苷含量显著降低,并且ATP和NADPH的含量也有不同程度的降低。这些结果表明,光反应产生的过量的NADPH可以通过苹果酸-草酰乙酸穿梭机制被转出叶绿体,在其他细胞器中特别是线粒体中被利用,并促进花色苷的合成。3.可见光下花色苷的合成受乙烯信号调控。使用乙烯利（Ethephon,Eth）和1-甲基环丙烯（Methylcyclopropene,1-MCP）处理李果实后,其花色苷的含量呈现相反的结果,Eth处理后花色苷含量显著上升,而1-MCP处理后花色苷被抑制,表明乙烯可以促进可见光下花色苷的合成。单独的DCMU处理会降低花色苷含量,但使用DCMU+Eth同时处理果实后花色苷含量相比对照显著上升,这表明可见光下光合对果实花色苷合成的调控可以通过乙烯作用。将拟南芥的乙烯受体突变体（ethylene response 1,etr1-1）在低温下处理后,其花色苷含量也显著降低。并且,突变体中ATP含量显著降低,表明细胞中ATP含量对乙烯合成有重要作用。因此,拟南芥突变体以及李果实的Eth和1-MCP处理结果表明了可见光下ATP含量会影响乙烯,而乙烯能够促进花色苷的合成。4.可见光抑制李果实呼吸作用和光合作用后影响其花色苷的合成。对李果实密闭处理后,果皮中花色苷含量先快速上升高于对照,然后速度逐渐降低,最终低于对照。而果肉花色苷含量显著降低,表明可见光下光合作用和呼吸作用都参与了果实花色苷的合成。套袋果在可见光下处理后花色苷在处理前期无明显变化,但是部分槲皮素衍生物以及新绿原酸等在见光处理前与对照呈现显著差异,表明套袋果果皮花色苷的合成可能还受到其他代谢机制的调控,导致整个酚类代谢路径中的化合物含量有较大的变化。总体而言,本研究表明,光合作用和呼吸作用都参与了可见光下李果皮花色苷合成的调控。可见光下,李果皮通过光反应产生过量的还原力NADPH调控苹果酸代谢,然后通过呼吸作用产生ATP,进而促进乙烯合成,最后通过乙烯信号调控花色苷的合成。