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油菜是重要的油料作物之一,光照对油菜生长发育、产量、品质具有重要的影响。光诱导使油菜苗期花青素积累,其茎、叶颜色变深。由于花青素具有抗氧化和清除自由基的功效,关于花青素方面的研究受到了广泛的关注。其中拟南芥中对花青素代谢及分子机理的研究比较详细。但就甘蓝型油菜中,有关花青素合成机理的研究尚不清析。本研究以甘蓝型红花油菜为材料,经光诱导处理甘蓝型油菜苗进行转录组和代谢组分析,筛选出光诱导差异表达基因及差异代谢物,并进行联合分析,为甘蓝型油菜花青素合成机理的研究奠定基础。因此,主要研究结果如下:1.光诱导使油菜幼苗形态发生变化,在强光照射下油菜叶片和茎的颜色变紫,叶片颜色变化明显。随着诱导时间的延长,油菜苗叶片和茎的颜色加深,尤其是叶片边缘和背面颜色加深。推测油菜叶和茎颜色的变化可能和花青素积累有关。2.对甘蓝型红花油菜幼苗(两叶一心)在弱光、强光处理后进行转录组分析,获得40.29 Gb Clean Data,以甘蓝型油菜为参考基因组进行序列比对,共得到9840个差异表达基因,其中上调基因5573个,下调基因4267个。表明油菜苗通过调控一系列基因的表达来响应强光诱导。通过GO注释和KEGG通路分析,发现差异基因主要参与代谢途径、次级代谢物合成等途径。花青素是植物次级代谢产物,经分析油菜苗在强光和弱光下有51条基因在花青素生物合成途径中有差异,这些基因在油菜花青素生物合成途径中是控制油菜苗颜色变化的关键基因,对其中的11个基因b HLH28、MYB111、CHS、F3’H、ELIP1、ELIP2、ANS、FLS、ELIP3、ELIP4等11个基因进行了q RT-PCR验证,证明这些基因在强光诱导下表达均存在显著差异。说明这些基因是光诱导花青素合成的关键基因。3.对甘蓝型红花油菜幼苗(两叶一心)在弱光、强光处理后进行代谢组分析,总共检测到864种代谢产物,归为21类,对代谢物质进行分析,其中差异代谢物248种,获得上升的代谢物有182个,下降的代谢物有66个。进行转录组和代谢组分析,发现有多条富集通路,其中在黄酮类化合物合成通路中,有81个代谢物质含量发生了变化,属于花青素苷的差异代谢物有7种,分别为松香花青素O-己糖苷、花翠素、花翠素3-O-葡萄糖苷、牵牛花色素3-O-葡萄糖、天竺葵素-3-O-葡萄糖苷、矢车菊素和芍药色素双葡萄糖苷。综上所述,本研究对光诱导差异的代谢物和差异基因进行分析,找到了花青素合成相关的差异基因51个,差异代谢物81个,并对差异基因进行了验证。该项研究对花青素合成机理研究具有重要的意义。