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为实现花青素在烟株中的积累，探索花青素对烟叶品质改良中的应用研究潜力，本文克隆了拟南芥MYB家族转录因子PAP1，构建组成型植物过表达载体，采用Ti质粒介导法转化烟草，实现PAP1基因在烟草及烟草腺毛中的异源过表达，获得积累花青素的“红色烟草”。同时，克隆了烟草腺毛特异表达基因CYP71D16的启动子序列，建立了腺毛特异表达体系，实现了PAP1基因在腺毛中的特异表达，获得了“红色腺毛烟草”，为烟草腺毛生物反应器开发研究奠定了基础。主要研究结果如下：1. PAP1基因在烟草中组成型表达：克隆PAP1基因插入pCAMBIA1391载体，构建了植物表达载体pC1391-35S-PAP1；在农杆菌介导下利用叶盘法转化烟草T.I1068，在附加2mg/L的PPT筛选压的MS+6BAl.5+IAA0.1分化培养基上获得红色幼芽，并在生根培养基MS+NAA0.1上再生植株。分子检测证明PAP1基因在烟草中实现了整合和转录。转基因植株叶片中花青素积累，并受到强光诱导。2.烟草腺毛特异表达体系的建立：克隆了烟草腺毛特异表达基因CYP71D16的启动子序列，并将其插入植物表达载体pCAMBIA1391中，构建了烟草腺毛特异表达载体pCAMBIA1391-CYP-GUS。采用农杆菌介导法将该质粒转化烟草，在附加9mg/L潮霉素(Hyg)的MS+6BAl.5+IAA0.1分化培养基上筛选到了抗性植株。分子检测证明，GUS基因在烟草基因组中进行了整合和转录。组织化学检测结果显示，转基因植株叶片表面腺毛呈现特异的蓝色反应，表明GUS基因在烟草叶面腺毛中成功实现了特异表达。3. PAP1基因在烟草腺毛中的特异表达：构建pCAMBIA1391-CYP-PAP1表达载体，采用叶盘法转化烟草T.I1068。在附加9mg/L潮霉素(Hyg)的MS+6BAl.5+IAA0.1分化培养基上筛选到了抗性植株。分子检测证明，PAP1基因在烟草基因组中进行了整合和转录；显微观察发现烟草叶片腺毛呈现浅红色，初步证明花青素在转基因烟草腺毛中的特异积累。4.转基因植株的比较分析：对PAP1组成型表达的“红色烟草”和腺毛特异表达的“红色腺毛烟草”进行了化学和形态学分析。LC/MS检测表明，“红色烟草”叶片中含有较高的矢车菊色素(Cya)和少量的天竺葵色素(Pel)，“红色腺毛烟草”叶片中仅含有少量的矢车菊色素(Cya)，而对照T.I1068叶片中不含花青素。形态观察发现，“红色烟草”与未转化烟草对照相比，表型发生较大变化，叶片呈浅红色，茎秆弯曲，叶缘卷曲；而“红色腺毛烟草”除了部分腺毛呈现浅红色之外，烟株没有明显的形态差异。