花是被子植物中重要的繁殖器官,花部的形态结构和花部运动（即花开放与衰老过程）与植物能否成功繁殖息息相关,其中花部的运动一般包括雌蕊运动、雄蕊运动和花冠运动。而花冠的运动与其形态结构和花内基因的表达密不可分。圆叶牵牛花（Ipomoea purpurea L.）隶属于旋花科牵牛属,一年生草本缠绕植物,为合瓣花。花期大致为6-10月,而在花期中,单花一般凌晨4:00左右开放,当天上午9:00左右开始闭合,直到中午12:00左右完全闭合。花冠开放时呈喇叭状,但闭合后为倒钟形,形成一个接近闭合的小室,之后再萎蔫凋落,而不像一些植物的花从开放状态直接萎蔫。本实验为了探究其花冠闭合的过程中形态结构及差异表达基因的变化,以圆叶牵牛花为实验材料,对其单花的花冠闭合过程进行观察;运用徒手切片、扫描电镜（配冷冻台和固定干燥法）、石蜡切片和体视显微镜等方法对花冠闭合过程中形态结构的变化进行了研究;运用花冠不同时期总RNA的提取和质量检测、构建m RNA-Seq文库然后进行高通量测序、花冠不同时期差异表达基因的筛选与验证等方法对花冠闭合过程中基因表达的变化进行了研究。旨在探讨圆叶牵牛花在闭合过程中形成倒钟形小室的形态解剖学意义并从分子水平探讨花冠闭合机理,以及对其他物种的花冠衰老闭合的研究提供理论基础。研究结果如下:（1）圆叶牵牛花花冠的运动节律导致了单花在24小时内完成开放到闭合的过程。通过观察,定义刚完全开放的圆叶牵牛花花冠作为S0时期,将闭合过程分为S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7七个时期。花盛开时呈喇叭状,闭合过程中花冠上半部粉红色部分逐渐向内卷曲,直到整个花冠闭合。当人为去除花的雌蕊和雄蕊、花冠最上方1/3部分、花冠最上方2/3部分和去除整个花冠,发现只要花冠的粉红色部分存在,尽管横向截去一部分,花冠依旧可以正常向内卷曲。对花冠的表皮细胞变化进行研究发现:花冠近轴面为粉红色的乳突状运动细胞,体积较大;花冠远轴面为透明的不规则扁平细胞,体积较小。且花冠闭合过程中,乳突状表皮细胞失水皱缩的程度要比远轴面的扁平细胞更快。所以,从细胞水平分析,花冠闭合过程中,花冠近轴面表皮细胞失水皱缩较远轴面表皮细胞要快,导致两侧细胞膨压不均等,花冠向内卷曲收缩。（2）圆叶牵牛花为合瓣花,有5条花脉（花瓣中的维管束,由两条维管组织汇聚而成）。在自然状态下观察到当虫子啃噬掉花冠粉红色部分,只剩下花脉时,花脉依旧可以向内卷曲;当人为只剪掉花脉的1/3,把粉红色部分全部保留时,失去花脉的粉红色部分不会向内卷曲,而剩下的2/3花脉依旧可以带动花冠向内卷曲运动;当人为剪开其中4条花脉（从每条花脉的两条维管组织中间剪开）,剩下的那条完整花脉可带动周围向内卷曲,而被剪开的花脉无法正常向内闭合;当人为剪开5条花脉,整个花冠无法向内闭合,而是自然垂落萎蔫。经过体视显微镜和石蜡切片观察,确认了花脉中维管组织的存在。综上所述,细胞不是唯一主导圆叶牵牛花花冠闭合的原因,花脉的维管组织主要提供花冠向内卷曲的力,然后带动整个花冠向内闭合。（3）取S0、S1、S2、S3时期花冠上半部粉红色部分作为实验材料,提取总RNA,运用RNA-Seq技术进行转录组测序分析。根据不同时期基因的表达,发现从S0时期到S1时期共有11081个差异表达基因（DEGs）,其中3759个上调,7322个下调;S1时期到S2时期共有15730个DEGs,其中7596个上调,8134个下调;S2时期到S3时期共有11274个DEGs,其中7499个上调,3775个下调。根据基因在不同时期的表达量,可将差异基因分为3大类,共6个Cluster。对差异基因进行GO分类和KEGG富集,经过分析后发现,Cluster 1、Cluster 2、Cluster 3、Cluster 4、Cluster 5和Cluster 6的DEGs分别富集了396、662、1039、1293、1174和260个GO项（q-value＜0.05）,这些富集项中较为显著的有细胞过程（cellular process）、细胞（cell）、细胞膜（membrane）和催化活性（catalytic activity）等。这6个Cluster富集的KEGG路径分别为87、102、103、118、113、65个,DEGs富集最显著的路径与氨基酸代谢、糖代谢、叶绿素代谢、自噬和节律等相关,例如果糖和甘露糖代谢,类胡萝卜素合成,磷酸戊糖途径,角质、木质部和蜡的生物合成,自噬,植物昼夜节律等。这些代谢途径与花冠衰老相关,表明衰老控制了花冠的闭合。综上所述,圆叶牵牛花之所以闭合时形成倒钟形小室,在形态上是由于花脉运动及花冠内外表皮细胞的膨压变化,在分子机理上是由于衰老基因控制了其闭合过程。