玫瑰(Rosa rugosa Thunb.)是蔷薇科重要观赏植物,以其独特的造型、绚丽多彩的花色及抗逆性强等特征在园林中被广泛应用。且玫瑰作为精油提取的重要材料,蕴藏巨大的经济价值。类黄酮类化合物是植物体内重要的次生代谢产物,对植物的色泽形成有着重要的影响。类黄酮类化合物具有较强的抗氧化性,在植物的抗逆、响应极端外界环境变化等方面具有积极的作用。此外,有报道花青素,原花青素等类黄酮类代谢物具有消炎、活血、抗氧化等作用,还可以避免冠心病、炎症、癌症等疾病的发生,对人类的身体健康有着重要的意义。目前,有关类黄酮合成代谢路径的研究比较清晰,但仍然有些谜团尚未解开。玫瑰的研究也主要以传统育种为主,分子方面的研究报道较少。随着玫瑰转基因体系的成熟,利用现代生物技术与传统育种手段相结合提高玫瑰品质成为可能。本课题组前期通过构建蔷薇科不同物种花青素代谢途径相关的同源结构基因共表达网络和蛋白质-蛋白质互作网络分析,初步找出28个保守基因集,进而从拟南芥中挑选出与这28个基因集中最同源的且与花色相关的35个候选基因。之后,本课题以拟南芥35个候选基因的突变体材料为研究对象,通过系列试验筛选影响类黄酮代谢的相关基因,探究其功能,并进一步研究玫瑰中同源基因功能,更深层次的探究类黄酮代谢路径的分子调控机制,为玫瑰的育种奠定基础。主要研究结果如下:1.通过纯合突变体表型观测发现288突变体及95突变体表型明显,与对照组差别较大。其中288突变体莲座叶表现出叶片宽、叶柄短,节间分支多等表型;而95突变体表现出则株型矮小,叶片圆厚、革质,花瓣数多,荚果呈短棒状等表型。2.通过DMACA、DPBA染液对拟南芥突变体不同组织的原花青素和黄酮醇积累进行原位快速染色分析,发现212、272、288、404、494、550、6506、0653等突变体黄酮醇含量较低。3.通过高效液相色谱法(HPLC)测定拟南芥突变体花序中黄酮醇含量,结果显示,与对照组相比,272、288、404、494、550、6506拟南芥突变体花序中黄酮醇含量大量减少,呈极显著性差异;288、403突变体花序中的黄酮醇含量明显减少,呈显著性差异;0653突变体花序中黄酮醇的含量则与对照组差别不大。4.0.5μM IAA和0.5μM NAA生长素处理拟南芥突变体,发现在0.5μM IAA处理的情况下,494、550、272、403突变体根长有极显著性差异,6506有显著性差异;在0.5μM NAA处理的情况下,550、288、403、6506突变体根长呈极显著性差异,272呈显著性差异。5.生物信息学方法分析候选基因在拟南芥、玫瑰中同源基因的同源一致性及保守结构域分析,发现候选基因高度同源,且高度保守。在拟南芥和“紫枝”玫瑰基因组中分析这些基因在不同组织部位的表达情况及表达趋势分析,发现候选基因与类黄酮代谢路径中部分关键酶基因表达趋势一致。