苹果（Malus domestica Borkh.）属蔷薇科落叶果树,在全世界温带地区广泛种植。苹果果皮彩色是红色品种的主要指标,直接决定了果实外观品质和商品价值,而果皮红色发育与花色苷生物合成与代谢密切相关。光照是影响果实花色苷合成的重要因子之一,诸多研究表明,强光促进苹果花色苷合成,而黑暗或弱光则减弱花色苷合成。本研究以套袋‘烟富3’苹果为试材,发现套袋苹果果皮经光照诱导后可以在黑暗中累积花色苷,光谱分析也显示苹果果皮在夜间能正常合成花色苷;通过代谢组和转录组分析,筛选出苹果黑暗着色的关键色素物质、结构基因和转录因子;通过启动子分析、酵母单杂交、EMSA和LUC实验,证实了MdLAF1、MdNAC92可以正向调控MdUFGTs基因的转录活性;瞬时转化实验结果验证了MdLAF1、MdNAC92和MdUFGTs均具有正向调控花色苷合成的作用。主要研究结果如下:1.本试验研究了套袋苹果果皮光照诱导后的黑暗着色现象,即经过一定光照诱导的离体苹果果皮在完全黑暗的条件下可以正常着色。同时用光谱分析法在活体苹果上验证了光照诱导后的果皮在夜间也能生成花色苷。色差和色素分析表明,光照诱导后的黑暗着色进程,明亮色度L*、综合色度h°及叶绿素含量下降,而红色色度a*和花色苷含量则上升,表现为果面绿色消退和红色显现。相关酶活堆积折线图分析表明,花色苷合成关键酶活性与光照诱导的时间呈正比,即光照诱导时间越长,相关酶活性总和越大。2.通过代谢组分析,样品中共检测到23种类的620种代谢物,其中类黄酮代谢物121种,包括花青素10种,原花青素5种,类黄酮物质106种（含黄酮62种,黄酮醇30种、黄酮类14种）。KEGG通路富集显示,不同处理间差异代谢物富集的通路是类黄酮生物合成途径和花色苷生物合成途径。结合试验表型,筛选出矢车菊素-3-O-半乳糖苷、矢车菊素-3-O-葡萄糖苷、花青素苷、矢车菊素-3-O-芸香糖苷、矢车菊素3-O-丙二酰己糖苷O-己糖苷和天竺葵6种关键代谢物,其中矢车菊素-3-O-半乳糖苷和矢车菊素-3-O-葡萄糖苷为最主要2种代谢物。3.通过转录组分析,发现处理间差异基因CK＿vs＿G3最多为2467个,其中上调1781个,下调686个;其次是G3＿vs＿D72202个,其中上调728个,下调1474个。KEGG通路富集显示,类黄酮生物合成和花色苷生物合成是本试验光照诱导后黑暗着色现象的关键途径。基因表达分析显示,PAL、4CL、CHS、CHI、F3H、F3’H、ANS等结构基因均为光敏感型基因,而UFGT为本试验关键结构基因,MYB和NAC为本试验关键转录因子;结合q RT-PCR验证,筛选出4个MdUFGTs候选基因,5个MYBs转录因子和4个NACs转录因子。4.启动子分析显示,MdUFGTs启动子区域有MYB或NAC结合的顺式作用元件;通过酵母单杂交实验,验证了MdLAF1和MdUFGT2、MdNAC92和MdUFGT3存在互作关系;EMSA实验验证MdLAF1与MdUFGT2启动子结合,MdNAC92和MdUFGT3启动子结合;LUC实验证实MdLAF1转录激活MdUFGT2的表达,而MdNAC92转录激活MdUFGT3的表达。5.苹果叶片瞬时转化实验显示,MdUFGTs促进苹果花色苷生物合成。其中MdUFGT1对花色苷累积能力的促进作用最强,而MdUFGT3、MdUFGT4对花色苷累积能力的促进作用相对较弱。果皮注射瞬时表达实验表明,MdUFGT2、MdUFGT3、MdLAF1和MdNAC92均可以正向调控花色苷的生物合成,且MdLAF1、MdNAC92对花色苷积累的促进分别依赖于MdUFGT2和MdUFGT3。