郁金香（Tulipa gesneriana L.）作为近年来国内广泛应用的球根花卉,种球的质量直接影响着后期花朵的观赏效果。但目前国内种球几乎全部依赖于进口,耗费巨大,种球的繁殖系数低和退化严重也成为国内郁金香推广应用的卡脖子问题。因此探究郁金香种球膨大的分子机理,促进郁金香种球的国产化具有重要的理论和实践意义。课题中以‘阿德瑞姆’和‘红色力量’两个种球大小差异明显的品种为实验材料,通过RNA测序、初级代谢产物、激素含量进行比较,同时基于转录组学分析筛选到生长素和茉莉酸途径上4个关键基因对其进行功能分析。鉴定和确认了生长素和茉莉酸这两个激素在鳞茎发育中的机制。论文的主要结论如下:1.以两个种球大小差异明显的品种‘阿德瑞姆’和‘红色力量’为对象,对其子鳞茎发育过程中的形态、转录组、初级代谢物、激素种类进行了比较分析。结果表明,在鳞茎生长期间‘阿德瑞姆’的子鳞茎膨大速率更快,成熟后‘阿德瑞姆’的鳞茎在周径和鲜重上都高于‘红色力量’。在鳞茎发育的各个阶段,‘阿德瑞姆’中有机酸类、氨基酸类和糖类物质相较于‘红色力量’而言都存在显著差异。IAA在整个鳞茎的发育过程中不断降低,ABA和JA在鳞茎快速膨大的关键期呈现出上升;GA1和MeJA则在品种间存在差异,在‘阿德瑞姆’的绿苞期显著提高,且含量明显高于‘红色力量’。转录组结果表明,在两个郁金香品种中,随着鳞茎的生长和发育,激素、细胞分裂、细胞周期和发育相关途径的基因发生了广泛的变化。其中,涉及IAA和JA途径的许多基因在两个品种的鳞茎生长后均发生显著的表达水平变化。聚类分析表明,在‘红色力量’品种中,IAA和JA分解代谢的相关基因大部分在鳞茎发育的2-4阶段被上调,而这些基因中的一小部分在‘阿德瑞姆’品种中也表现出明显增加。2.对生长素受体TgTIR1和转运蛋白TgPILS6进行功能解析。在鳞茎生长期间TgTIR1水平降低且‘阿德瑞姆’品种中的TgTIR1表达水平高于‘红色力量’。TgPILS6在鳞茎膨大后期的‘阿德瑞姆’品种中表达逐渐增加,但在‘红色力量’中保持相似的表达水平。系统进化树分析表明两个基因都与海枣、油棕同源基因具有高度同源性。TgTIR1和TgPILS6在拟南芥中的异源表达抑制了拟南芥内源性At IAAs的表达,但增加At ARFs的表达;同时激活了侧生器官原基LBD基因,以促进分枝数和侧根的向外生长。转基因株系还表现出增加的叶长,叶宽和株高。外源施用的IAA在10-8至10-7M范围内促进了郁金香茎秆的伸长。与对照组相比,应用浓度(10-8和10-6M)的IAA显著增加了子鳞茎的鲜重和周径。此外在离体培养下的MS培养基中,外源IAA在10-6和10-8M时也显示出对子代鳞茎生长的促进作用,而生长素转运抑制剂NPA在（10u M和100u M）则抑制了郁金香鳞茎的生长,降低了鳞茎的鲜重和大小。3.对茉莉酸合成途径中脂氧合酶TgLOX4和TgLOX5进行功能解析。TgLOX4和TgLOX5在两个品种的鳞茎发育过程中呈现出先增加后降低的趋势,绿苞期表达量最高,且在‘阿德瑞姆’中的表达量都明显高于‘红色力量’。TgLOX4和TgLOX5在拟南芥中的异源表达增加了茉莉酸合成途径中At LOX1、At LOX2、At LOX5的表达,同时增加了内源JA的含量。在转基因拟南芥中,可促进分枝和侧根数量,激活侧生器官原基LBD基因的上调。转基因株系TgLOX5还表现为增加了植物的叶长,叶宽和株高。与IAA相似,在温室条件下外源施加MeJA也显著促进了郁金香鳞茎的生长。MeJA处理对子代鳞茎生长显示出促进作用,而JA生物合成抑制剂二乙基二硫代氨基甲酸钠（DIECA）则抑制了MS培养基中的鳞茎生长。4.分别沉默TgTIR1、TgPILS6、TgLOX4、TgLOX5基因会抑制郁金香鳞茎的发育。结果表明,VIGS处理14d后,沉默植株中TgTIR1、TgPILS6、TgLOX4、TgLOX5表达量比对照降低了83%、66%、72%、68%;与其对应的子鳞茎在鲜重和周径较对照组都有明显降低。VIGS处理60d后,子鳞茎成熟,成熟后沉默植株的鳞茎在鲜重和周径上较对照组仍有所降低。5.建立了一种适用于中国本土郁金香野生种T.iliensis的再生体系。在添加了2,4-D 2.0mg/L,6-BA 0.5mg/L和KT 0.1mg/L的条件下,从来源于种子的胚中成功诱导了胚性愈伤组织。在添加NAA 0.1mg/L、TDZ 0.2mg/L和水解酪蛋白1g/L的培养基中实现了胚性愈伤组织的再生。在补充了蔗糖60g/L、水解酪蛋白1g/L、硫胺素1mg/L和MeJA 0.1%（w/v）的条件下,获得了再生的小鳞茎。