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苋菜（Amaranthus tricolor L.）属苋科苋属一年生短日照植物,含有类黄酮、类胡萝卜素和甜菜色素等次生代谢物质。光周期能够影响植物生长发育和营养品质。酪氨酸代谢是植物生长发育和甜菜色素合成的关键途径,ADH基因在酪氨酸合成中起着关键作用。为明确光周期对苋菜生长发育和次生代谢物的影响,以及AtrADH2的功能,本研究以苋菜为材料,探究不同光周期对苋菜生长及营养品质的影响;对不同处理下苋菜内参基因进行筛选,并分析不同光周期对类黄酮、类胡萝卜素相关基因的表达影响;克隆获得AtrADH2基因并对其进行生物信息学分析,分析不同光周期对苋菜中甜菜色素含量及相关基因的表达影响,初步验证了苋菜AtrADH2的功能。研究结果如下:1光周期对苋菜生长及营养品质的影响以‘苏苋1号’和‘苏苋2号’为试验材料,设置了 4个光周期处理（8h/16h、12h/12h、16h/8 h 和 20h/4h）,分别于幼苗期、成苗期、开花期和结籽期进行取样,测定其生理生化指标和营养品质。结果表明,12h/12 h促进了苋菜的生长并使其提前开花,8h/16h提高了苋菜叶片中CAT酶活性和类胡萝卜素含量,16 h/8 h提高了其POD、PAL酶活性以及可溶性蛋白、类黄酮含量,20 h/4 h有利于其AsA含量的增加。与‘苏苋2号’苋菜品种相比,‘苏苋1号’中可溶性蛋白和类胡萝卜素含量较高,POD、PAL、CAT酶活性以及AsA、类黄酮含量较低。2不同处理下苋菜内参基因的选择和验证由于苋菜缺乏qRT-PCR分析的合适内参基因,苋菜幼苗生长和甜菜色素等次生代谢物质的分子机制研究受到限制。从苋菜转录组数据库中选择了 13个候选内参基因,使用geNorm、NormFinder、BestKeeper、ΔCt和RefFinder 5种方法分析了它们在不同环境条件和植物生长调节剂下的表达稳定性,并通过分析AtrCYP76AD1的表达模式验证了内参基因的可靠性。结果表明,SAND和RAN1在光质条件下最稳定,SAND和EIF5a在光周期条件下最稳定,Actin-7和TuA在温度条件下最稳定,SAND和Actin-7在不同组织下最稳定,SAND和EIFa在NaCl浓度下最稳定,28S rRNA和SAND在GA3浓度下最稳定,60SRPL和18S rRNA在6-BA浓度下最稳定,18S rRNA和60S RPL在2,4-D浓度下最稳定,EIF5a和28S rRNA在ABA浓度下最稳定,Actin-11和SKIP35在SA浓度下最稳定,28S rRNA和Actin-7在MeJA浓度下最稳定,SAND和EIF5a在所有样品下最稳定。3光周期对苋菜类黄酮、类胡萝卜素相关基因表达的影响对不同光周期条件下4个生长阶段的苋菜类黄酮合成相关基因AtrDFR、AtrCHI和类胡萝卜素合成相关基因AtrZDS、AtrPDS、AtrGGPS、AtrPSY的表达模式进行分析。结果表明,AtrPDS在8h/16 h表达量较高,AtrZDS在12 h/12 h表达量较高,AtrDFR、AtrCHI和AtrGGPS在16 h/8 h表达量较高,AtrPSY在20 h/4 h表达量较高。对其相关性分析表明,AtrCHI在‘苏苋1号’和‘苏苋2号’中与类黄酮含量均呈现极显著正相关,AtrDFR在‘苏苋2号’中与其含量呈现显著正相关;AtrZDS、AtrPDS和AtrGGPS在‘苏苋1号’中与类胡萝卜素含量呈现显著或极显著正相关,AtrPSY与其含量无显著相关。4苋菜AtrADH2基因克隆及功能分析ADH基因在酪氨酸途径中发挥着重要作用,利用RT-PCR技术克隆获得 1 个AtrADH2 基因（GenBank 登录号:MT982371）。AtrADH2的ORF长为1197 bp,编码398个氨基酸;AtrADH2蛋白属于NADBRossmann超级家族,含有一个NADB保守结构域;AtrADH2蛋白与甜菜BvADHα蛋白亲缘关系最近。AtrADH2基因密码子的使用偏好性较弱且偏好使用以A/T结尾的密码子,RSCU＞1的有26个密码子;AtrADH2密码子基因位点更接近期望ENc曲线,突变压力是该基因偏好性形成的主要因素;拟南芥是苋菜AtrADH2最理想的遗传转化受体。为探究苋菜酪氨酸途径的关键基因AtrADH2在苋菜中的功能,对苋菜中甜菜色素含量及相关基因的表达进行了分析。结果表明:‘苏苋1号’中幼苗期和成苗期中甜菜色素含量均受到光周期的影响;与其它组织部位相比,叶中的甜菜色素含量最高;与幼苗期相比,开花期叶和茎的甜菜色素含量均有所下降。qRT-PCR分析表明,AtrADH2表达趋势与AtrCYP76AD1、AtrDODA和AtrMYB1表达趋势相反,AtrADH2可能对苋菜甜菜色素合成具有负调控作用。为进一步验证AtrADH2的功能,分别构建了 pCambia1302-35S-AtrADH2-GFP 和pCambia1301-35S-AtrADH2-GUS载体,对其亚细胞定位显示,该蛋白定位于叶绿体,与预测结果一致,表明AtrADH2在苋菜叶绿体中发挥其作用;采用浸花法对拟南芥进行异源表达,表明AtrADH2可以在拟南芥中高水平表达;与WT相比,pCambia1301-35S-AtrADH2-GUS转化植株生长趋势无明显差异。采用注射法对苋菜叶片进行同源表达,与MS相比,pCambia1301-35S-ADH2-GUS苋菜叶片中的甜菜黄素和AtrCYP76AD1表达水平均显著降低,推测AtrADH2可能通过调控AtrCYP76AD1表达而影响苋菜甜菜色素的合成,其具体功能有待进一步研究。