玫瑰是蔷薇科蔷薇属重要的观花植物,现已应用于园林景观绿化、食品工业、药用产业等各个方面,具有很大的观赏价值和经济价值。花色是玫瑰的重要观赏性状之一,玫瑰品种较多,但花色单一,严重的自交和种间杂交障碍限制了玫瑰花色的创新及在国内外市场的发展。分子育种是培育新品种的新方法,目前对玫瑰花色发育的分子基础还缺乏深入研究,这在一定程度上制约了玫瑰花色的改良。花青素是植物花器官的最主要的呈色物质,在模式植物中其生物合成途径已经研究的较为详细,该途径大多数结构基因和一部分调控基因均己分离。但有关玫瑰花色形成的机理研究尚未见报道。因此对玫瑰花青素合成途径中结构基因的克隆与表达分析对于阐明玫瑰花色形成机理、利用基因工程培育新品种具有重要意义。本研究以‘紫枝’玫瑰花瓣为材料,利用RT-PCR的方法分离了4个关键结构基因(CHS、CHI、F3H、DFR)的全长cDNA序列和1个关键结构基因(ANS)的部分cDNA序列。采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)的方法,分析5个关键基因在玫瑰不同花色品种、不同开花时期的差异性表达。主要研究结果如下:1.以‘紫枝’玫瑰盛花期花瓣的cDNA为模板进行PCR扩增,获得了CHS、CHI、F3H、DFR和ANS五个结构基因的cDNA序列,命名为RrCHS、RrCHI、RrF3H、RrDFR和RrANS。其中RrCHS、RrCHI、RrF3H和RrDFR为全长cDNA序列,分别为1167bp、711bp、1092bp和1047bp,编码389、237、364和349个氨基酸,RrANS为部分cDNA序列,长度为562bp。利用NCBI的Blastp工具进行比对分析发现,5个结构基因与其它已知植物的相关基因均具有较高的同源性。5个结构基因获得的GenBank登录号分别为ALR74720.1、ALR74721.1、ALR74723.1、ALR74719.1、ALR74722.1。2.运用生物信息学分析软件对4个结构基因的蛋白分子量、理论等电点、信号肽、跨膜结构域、磷酸化位点和糖基化位点、二级结构及保守结构域等进行了分析,同时在多序列比对的基础上构建了系统进化树。系统进化分析表明,4个基因的系统进化树基本符合植物分类学分类,且具有较明显的种属特性。3.对玫瑰3个品种5个时期的花青素含量进行测定,结果显示:‘紫枝’玫瑰花青素苷含量远高于‘粉紫枝’玫瑰,‘白紫枝’玫瑰含量最低,3个玫瑰品种的花青素苷含量在整个开花过程中均呈逐渐下降趋势,与花色变化结果一致。4.利用实时荧光定量技术(qRT-PCR)对本研究克隆的5个结构基因(RrCHS、RrCHI、RrF3H、RrDFR和RrANS)在3个玫瑰品种(‘紫枝’玫瑰、‘白紫枝’玫瑰和‘粉紫枝’玫瑰)5个开花时期表达模式进行分析,结果表明,5个结构基因在3个玫瑰品种不同开花时期均有表达,但表达模式存在明显的差异。RrCHS和RrDFR在3个玫瑰品种的开花过程中整体上均呈下降的表达趋势,盛花末期的表达量最低。RrCHI在3个玫瑰品种中表达量都是随着花的开放逐渐增加,而后随着花的萎蔫又下降。RrF3H和RrA NS在3个玫瑰品种花朵开放过程中的相对表达量变化没有一定规律可循。此外,RrCH S、RrCHI、RrDFR与玫瑰开花过程中花青苷形成和变化密切相关,RrF3H、RrANS与花青苷含量变化没有明显的对应关系。5.利用实时荧光定量技术(qRT-PCR)对5个结构基因(RrCHS、RrCHI、RrF3H、RrDFR和RrANS)在‘紫枝’玫瑰5个组织部位(茎、叶、雄蕊、雌蕊、花瓣)中的表达模式进行分析。结果表明,5个结构基因在不同组织部位中均有表达,但表达水平差异明显。RrCHS、RrCHI和RrDFR的表达特征相似,即在花瓣中的表达量较高,在茎、叶、雄蕊、雌蕊中的表达量相对较低。RrF3H在茎、叶中的表达量较高,在雄蕊、雌蕊、花瓣中的表达量较低。RrANS在茎中的表达量要明显高于其他组织部位,推测这两个基因除参与花青苷合成外,还参与了玫瑰其他代谢过程。