芸薹科诸葛菜属的诸葛菜（Orychophragmus violaceus （L.） O.E.Schulz,2n=24,OO）具有一些特异的形态特征（如紫花）。通过体细胞融合产生诸葛菜与甘蓝型油菜（Brassica napus L.,2n=38, AACC）的杂种（2n=62,AACCOO）并与甘蓝型油菜连续回交,获得的一些附加系（2n=39,AACC+1O）也表现诸葛菜的特异形态性状（紫花色素）及新性状（雌不育）。本研究选取表现雌性不育新特性和淡红色花瓣的两个附加系为材料,显微解剖观察雌性不育附加系的雌蕊发育过程,然后利用RNA-Seq技术分析雌蕊的基因表达模式,揭示雌蕊发育的遗传调控；通过转录组测序分析淡红色油菜花瓣附加系中花青素合成代谢通路,找到调控花青素合成的影响因子,并对候选基因进行转基因验证。主要研究结果如下：1.雌不育附加系雌蕊发育的比较解剖观察与正常的甘蓝型油菜比较,雌不育附加系（S1）的雌蕊完全败育,从花蕾长度为2mm左右的早期阶段就发育受阻,比正常雌蕊短很多,不能结实。花粉管萌发试验表明Sl雌蕊柱头能粘附少量花粉粒并萌发,但花粉管螺旋生长不能穿入乳突细胞。扫描电镜结果表明S1柱头较小,且乳突细胞为短的圆球状而非正常的长指头状。DIC观察透明处理胚珠发现Sl的胚珠内外珠被都败育,其中内珠被能起始发育但不能继续生长,而外珠被完全不起始发育。裸露的珠心组织内大孢子母细胞可以进行减数分裂形成四分体,但发生异常退化且不能形成正常的功能大孢子,即胚囊发育停滞在大孢子发生阶段。2.雌不育附加系的转录组分析通过RNA-Seq技术对S1和甘蓝型油菜受体“华双3号”（H3）的雌蕊进行比较转录组分析,分别获得7,502,922（99.14%）和6,990,973（99.03%）条clean reads。与参考基因序列Brassica₉5k_unigene进行比对后分别获得28,065和27,653个unigenes, 以 FDR≤0.001 |log2Ratio|≥1为筛选标准,鉴定出4540个DEGs（Differentially expressed genes）,2155个在S1中上调,2385个下调。GO和pathway富集分析发现了很多与雌性发育性状相关的过程,比如胚囊发育、雌配子体发育、细胞生长、细胞分化、细胞凋亡、花粉粒-雌蕊相互作用等。qRT-PCR实验结果验证了测序数据的可靠性,最后根据表型和测序数据提出了一个雌性不育植株中依赖BR、生长素、JHD-ZIPⅢ基因以及它们之间相互作用的雌蕊发育模型。3.淡红色花瓣附加系的转录组分析淡红色花瓣的二体附加系（4-10）花瓣上在原有的黄色背景下呈现不同深度及不同面积大小的红色,通过对4-10和“华双3号”（H3）,及天然的紫花（Zihua）和白花（Baihua）诸葛菜的花瓣进行转录组测序,共获得了14G的测序数据,有效reads总数为1.15亿,每个样品大约有3000万左右的reads,接近90%为clean reads。以白菜（Brassica rapa）基因组为参考序列进行比对,4-10和H3大约各有60%的clean reads唯一比对或多位点比对到基因组上,分别获得31956和30979个基因；Zihua 和 Baihua都只有10%的clean reads唯一比对或多位点比对到基因组上,分别获得30009和30275个基因。差异表达分析发现4-10和H3之间有9917个DEGs,Zihua 和 Baihua之间有3818个DEGs。对两组DEGs分别进行基因功能分类,获得类似的结果,在具有紫色或红色花瓣的样品中,与光合作用及光刺激应答相关的类群都下调表达了,与蛋白质翻译活性相关的上调了。花青素合成相关基因的表达分析显示大部分结构基因在4-10和Zihua中都是上调的,特别是ANS。Baihua中只有一个调控因子GL3显示差异表达,且下调为0；4-10中有10个调控因子为DEGs,其中显著上调的PAP2基因经组装拼接和序列比对分析发现是来自于诸葛菜基因的转录本。4.淡红花附加系与诸葛菜PAP2和ANS基因过表达载体的构建及遗传转化依据组装序列及白菜基因组序列信息分别克隆了4-10和诸葛菜中的PAP2和ANS基因,结果显示4-10中的PAP2序列与诸葛菜中的确实完全一致；4-10中获得两个拷贝的ANS序列,分别对应与一个白菜中的拷贝和一个甘蓝中的拷贝,诸葛菜中也获得了两个拷贝的ANS序列。以4-10中的PAP2和其中一个拷贝的ANS序列,以及诸葛菜中其中一个拷贝的ANS序列为标准分别构建了三个过表达载体PAP2-7、A2NS-12和AZKR-7。转化拟南芥结果显示PAP2-7和ANS-12两个载体分别获得了具有不同程度紫色表型的植株,AZKR-7则没有获得表型明显的植株。转化油菜目前都只获得的再生幼苗,但已发现PAP2-7载体的大部分新出幼嫩叶片显示非常明显的紫色。