本研究从棕色棉、绿色棉纤维中提取色素化合物，采用化学分析和紫外光谱分析，明确彩色棉纤维中色素的种类和理化特性；采用分子生物学技术，研究色素合成基因在纤维色素形成中的作用机理；对影响色素形成和品质形成的相关因子进行了探讨，分析了纤维色素形成与纤维品质相关性；同时对利用彩色棉杂种优势进行产量和品质改良研究进行了探讨。研究获得了一些初步的结果，为探讨彩色棉色素和品质形成机理带来一些信息，归纳如下： 1 色素的物质类型及理化性质 通过对棉花纤维中总黄酮和类胡萝卜素含量测定，表明彩色棉和白色棉成熟纤维中都含有类黄酮，而不存在类胡萝卜素。彩色棉纤维色素甲醇提取液通过一系列显色反应、紫外光谱分析、诊断试剂对紫外光谱吸收的影响分析，以及通过纤维色素HNO₃/乙醇提取液紫外光谱分析，结果表明棕色棉纤维色素中可能是黄酮化合物，B环上带有邻二酚羟基；绿色棉纤维色素除了黄酮化合物外，还含有3-位羟基被糖甙化的黄酮醇化合物，A、B环上都带有邻二酚羟基。 2 色素形成相关基因的表达 本研究根据拟南芥和矮牵牛中的已知色素合成基因序列设计引物，PCR扩增获得5个色素合成相关基因的特异性片段，以此5个基因片段作为探针进行Southern利Northern杂交分析。Southern杂交分析表明，苯丙氨酸解氨酶、查耳酮合成酶、查耳酮异构酶这三个基因（探针）与棕色棉、绿色棉和白色棉的基因组DNA EcoR Ⅰ酶切产物杂交都产生杂交信号，拷贝数都只有一个；黄烷酮3-羟化酶基因只与绿色棉DNA有杂交信号，而二氢黄酮醇4-还原酶基因则与白色棉和棕色棉DNA都有杂交信号。Northern杂交表明，苯丙氨酸解氨酶基因在白色棉纤维、绿色棉纤维和棕色棉纤维中的表达分别在开花后0天到9天、开花后0天到12天和开花后0天到18天，在彩色棉纤维中表达的时间和表达的强度都大于白色棉；查耳酮合成酶基因在开花当天表达量最大，白色棉纤维中该基因表达持续到开花后9天，而在绿色棉和棕色棉纤维中表达分别到开花后12天和15天。棉花纤维中苯丙氨酸解氨酶活性与其mRNA表达基本一致，总黄酮含量的变化和CHS mRNA的表达也基本吻合。苯丙氨酸解氨酶和查耳酮合成酶基因在彩色棉纤维中的表达以及类黄酮在彩色棉纤维中的积累，证明了纤维色素为类黄酮，其合成途径和花卉类黄酮合成途径类似。 3 影响彩色棉纤维色素形成的相关因子 对影响纤维色素形成的相关因子进行分析结果表明：棕色棉和绿色棉在开花后14天内纤维苯丙氨酸解氨酶活性与成熟纤维色素含量呈正相关；开花后5天和成熟的彩色棉纤维总黄酮含量和成熟纤维色素含量达到显著或极显著相关。三种颜色棉花纤维pH值变化规律基本一致，在纤维发育前期，pH值逐渐下降，后期pH值略有增加。绿色棉纤维的pH值最高，棕色棉纤维pH值最低，白色棉徐州142的出值则处于两者之间。彩色棉纤维出值调节纤维色素的形成，棕色棉纤维的叫值与色素含量呈现负相关；而绿色棉纤维PH值与绿色棉纤维色素含量之间都为正相关。有色棉开花后5天纤维的可溶性总糖含量和蔗糖含量与色素存在显著或极显著负相关，开花后10天绿色棉纤维的可溶性总糖含量和色素也存在显著负相关；而绿色棉、棕色棉纤维蔗糖含量与色素含量分别在开花后20天～30天和25天～30无达到显著正相关。N、P、Cu、Fe等矿质元素对色素形成也起促进作用。4影响彩色棉纤维品质形成的相关因子 有色棉纤维发育各时期PH值、可溶性总糖、蔗糖、果糖、黄酮含量与成熟纤维品质的相关性结果表明，棕色纤维发育25天、绿色纤维发育15天后的总黄酮含量与纤维长度和纤维素含量间存在显著负相关。棕色棉纤维在开花后历天、绿色棉 20天以内，纤维的 PH值对纤维长度与纤维比强度之间存在显著正相关，同时发育各阶段纤维的PH值与马克隆值存在正显著相关；在有色棉纤维发育前期蔗糖含量对纤维的马克隆值和纤维素含量存在正向作用，达显著或极显著水平，但在后期则表现为负向作用。5彩色棉纤维色素形成和品质形成的关系 纤维色素形成和品质形成是两个独立但又互相影响的过程，同时受纤维PH值、纤维含可溶性总糖、蔗糖含量等因素的调节。按照蔗糖对彩色棉纤维色素形成、品质形成的相关性，可以将棉花纤维发育分为两个阶段，在彩色棉开花后20天内，蔗糖含量对纤维品质形成的促进作用人于对色素形成的作用，蔗糖含量对纤维的马克隆值和纤维素含量存在正向作用，达显著或极显著水平，可溶性总糖含量和蔗糖含量与色素含量间存在显著或极显著负相关；而后期，绿色棉、棕色棉纤维蔗糖含量与色素含量间存在显著正相关，但对纤维素的沉积表现为负向作用。纤维中色素含量与成熟纤维品质的相关性分析结果表明，成熟纤维中色素含量与纤维的长度、比强度、马克隆值以及纤维素含量间达到显著或极显著负相关。6 以纤维颜色作为指示性状在三系杂交棉中的利用 以彩色棉纤维的颜色作为指示性状，在三系杂交棉的制种田，将带有指示性状的棕色棉恢复系或绿色棉恢复系按显：2比例与白色棉不育系混合种植（混播制种方式），以常规的条播?