花青素属于黄酮类化合物,具有多种生理功能。紫甘薯具有含有丰富的花青素,是低分子量抗氧化剂的来源,对健康有益。因此,随着人们健康意识和食品安全意识的提高,紫肉甘薯作为一种新兴的保健食品备受青睐。因此,了解花青素的生物合成和积累机制,对于培育更多富含花青素的甘薯品种具有重要意义。本课题结合转录组和代谢组分析,研究了不同薯肉色甘薯的代谢物分布的基因表达模式,探讨了花青素的合成和积累是调控模式。该项研究成果具有潜在的应用价值,因为它提供了花青素生物合成和积累的内部机制,将进一步促进甘薯花青素含量优良品种的分子育种。为了解花青素生物合成和积累的分子机制,对肉色不同的甘薯品种,进行了全转录组和代谢组学分析;利用NCBI-Blastp筛选花青素相关基因,并对其功能进行注释。此外,进行q RT-PCR分析以验证随机选择的10个基因的表达模式。结果表明:广薯87和紫罗兰的转录组测序数据显示,从61335186个高质量的阅读片段中组装出24388个单基因。4469个是差异表达基因（DEGs）,其中2532个上调,1937个下调。在非冗余蛋白质数据库中,共有3602个DEGs（80.6%）被注释有功能。GO分析将DEGs分为细胞成分、生物过程和分子功能等48个GO术语。185-P和185-W转录组测序数据中,共有239415012个高质量的读取被组装到27889个单基因中。共检测到264个差异表达基因（DEGs）,其中100个上调基因和164个下调基因,其中255个（96.6%）在公共数据库中被注释为假定功能。GO分类将DEGs分为36个GO术语,分别属于细胞成分、生物过程和分子功能类别。根据GO分析,生物过程和分子功能类别下的19个术语与两个DEG组（GS87 vs ZLL和185-P vs 185-W）中的花青素生物合成有关。我们的结果表明,黄酮类和苯丙烷类的生物合成途径是花青素生物合成的主要信号途径。除了F3′5′H外,几乎所有与花青素生物合成相关的途径基因包括ANS、DFR、CHS、F3H、CHI、F3H和3GT都被鉴定出来,这是由于该基因在甘薯属植物中丢失所致。NCBI-Blastp序列分析表明,这些基因与其它植物如拟南芥、矮牵牛、水稻和一些甘薯属植物如I.nil,I.purpurea and I.triloba。此外,MBW复合物的b HLH和MYB-TFs被鉴定为调节花青素生物合成的主要TFs。值得注意的是,几乎所有与花青素生物合成相关的TF和结构基因都显著上调。此外,还进行了q RT-PCR分析,以验证随机选择的10个基因的表达模式。结果与转录组测序数据一致,证实了测序数据可靠性较高。所有四个花青素相关基因在紫色品种中均显著上调,表明它们在花青素生物合成中的作用。从代谢组中,共鉴定出122种代谢物,其中53种代谢物（6种上调,47种下调）在两个品种（GS87和ZLL）之间表现出差异表达模式。主成分分析和聚类分析表明,不同品种间的代谢特征不同,代谢产物主要富集黄酮和花青素类物质。