苹果的外观质量很大程度上决定着果实的商品性,其中果皮色泽是果实外观主要的评价指标。不同苹果品种,其果实着色程度存在差异,受遗传因素、外界环境和栽培条件共同调控。苹果果皮中的红色主要源于花青苷的积累,MdMYB1基因在苹果的花青苷合成过程中发挥重要的调控作用。套袋是促进果实着色的重要栽培措施,同时也可用做果实色泽研究的手段。本研究以‘澳洲青苹’、‘金冠’、‘新红星’等不同色泽类型的苹果品种为试材,进行套袋处理,分析解袋后果实的着色差异变化,并利用RNA-seq技术对绿色品种‘澳洲青苹’套袋处理后果皮的差异基因进行了鉴定和分析。同时,解析了两个非红色苹果品种‘澳洲青苹’和‘金冠’在解袋后果实的着色过程中,MdMYB1启动子甲基化的变化模式。主要研究结果如下:1.对‘澳洲青苹’、‘金冠’、‘新红星’、‘富士’、‘秦冠’、‘瑞阳’、‘瑞雪’和‘粉红女士’等苹果品种套袋处理后果实的色泽变化、色素含量及花青苷合成相关的结构基因和调节基因的表达量进行了测定分析。结果表明,不同色泽类型的品种果实套袋后的果实着色存在较大差异,其中,绿色品种‘澳洲青苹’套袋处理果着红色的程度较黄色品种‘瑞雪’和‘金冠’的更高。经qRT-PCR分析发现,套袋果解袋后果皮中的花青苷含量及相关基因的表达模式因品种不同而有差异。其中,‘澳洲青苹’、‘金冠’、‘新红星’等品种在解袋后果皮中MdMYB1的表达水平与花青苷的积累量表现出明显的相关性,且其表达趋势与结构基因的相一致。由此可知,MdMYB1在苹果解袋后果皮的花青苷合成过程中发挥着重要作用。2.以绿色品种‘澳洲青苹’套袋果为试材,分别于解袋后0 d、4 d、10 d采样,同时以不套袋和始终套袋的果实作为对照,进行转录组测序。结果共检测到18152个差异基因,经分析,这些基因主要参与了光接收和转导、植物激素信号转导、抗氧化系统及花青苷的合成等调控过程。WGCNA网络图揭示了一个与花青苷合成高度相关的‘darkolivegreen4’模块,该模块中包含MdMYB1基因,进一步表明MdMYB1在套袋诱导‘澳洲青苹’果实着色的过程中发挥有重要作用。3.为了进一步探究解袋后苹果着色机制的差异,对‘澳洲青苹’、‘金冠’及‘新红星’的MdMYB1基因进行了克隆和差异分析,并对解袋后非红色品种‘澳洲青苹’和‘金冠’果皮中的MdMYB1启动子DNA甲基化的变化进行了研究。结果表明,不同品种间MdMYB1启动子区域结构存在差异,‘澳洲青苹’的MdMYB1启动子区域包含MdMYB1-1和MdMYB1-2,‘金冠’包含MdMYB1-2,‘新红星’包含MdMYB1-1。‘澳洲青苹’套袋果解袋后,果皮中的MdMYB1启动子的甲基化水平与对照相比显著降低,尤其是-2026~-1870 bp、-1898~-1633 bp、-1062~-964 bp和-541~-435bp区域;与其相比,‘金冠’套袋果MdMYB1启动子的甲基化水平与对照则无显著差异。由此推知,MdMYB1启动子甲基化水平的差异可能是导致解袋后‘澳洲青苹’和‘金冠’果实着色不同的重要原因。4.以‘澳洲青苹’、‘金冠’及‘新红星’为试材,对3种不同色泽类型的苹果品种进行去甲基化试剂(5-氮杂-2′-脱氧胞苷,5-aza-dC)处理。结果表明:5-aza-dC处理后,‘澳洲青苹’套袋果实逐渐变红,而‘金冠’和‘新红星’的果实着色与对照相比无明显变化。‘澳洲青苹’处理果中,MdMYB1表达水平的提高与其启动子中甲基化水平的降低相关,其中-2026~-1870 bp、-1898~-1633 bp和-541~-435 bp区域可能是导致‘澳洲青苹’果实着色的关键区域。‘金冠’的处理果实,果皮中MdMYB1启动子的甲基化水平与对照相比无显著差异。将经5-aza-dC处理的‘澳洲青苹’套袋果的果皮与未处理的作对照,进行转录组测序分析。结果共检测到8482个差异基因,主要包括bZIP、GATA、NAC、SPL、WRKY和ATHB等转录因子,与花青苷合成相关的基因CHS、CHI、F3H、DFR、ANS、UFGT、MYB和bHLH,甲基化酶基因MET和DRM,以及去甲基化酶基因DME和ROS。这些基因表达水平的改变可能是导致去甲基化试剂5-aza-dC诱导‘澳洲青苹’套袋果实着色的主要原因。