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山茶花是我国传统的十大名花之一,在木本花卉产业中占有重要地位,绝大多数山茶均为绿叶品种,培育花叶兼赏的彩叶品种具有广阔的园林应用前景。山茶品种‘春江红霞’系以红山茶品种‘黑魔法’为母本的杂交品种,叶色深红艳丽,其红叶观赏期在春夏季近40天,秋冬季可长达2个月,是少见的珍稀彩叶品种。本论文以‘春江红霞’为研究材料,以其亲本‘黑魔法’、‘黑蛋石’为对照,从红叶呈色物质及其分子调控机理等方面,解析‘春江红霞’嫩叶红色及红叶观赏期较亲本显著延长的生理及分子基础,为培育红叶山茶新品种提供科学依据。（1）用色度计测定了3个品种叶片3个不同发育阶段叶色的L*、a*和b*值。结果表明,a*值越大,嫩叶叶色越红;随着叶片转绿,a*值显著下降,品种间差异显著,红叶品种a*值在10d时是亲本的2.96倍;L*和b*在叶片3个不同发育时期相对稳定,品种间差异不显著。相关性分析表明:a*值可作为描述红叶山茶品种叶色变化的代表性参数。（2）用紫外分光光度法测定了3个品种叶片3个不同发育阶段的叶绿素、类胡萝卜素、总花青苷含量,分析了各色素之间的比值。新叶展开后10d,‘春江红霞’叶片总花青苷含量极显著地高于‘黑魔法’;随着叶片由红转绿,总花青苷含量急剧下降,而叶绿素和类胡萝卜素含量稳步上升。从色素的比值来看,在新叶展开10 d时,花青苷所占比值最大,‘春江红霞’花青苷比值达到87.88%,极显著地高于总叶绿素的比值,此时叶色观赏价值高。说明高含量及高比值的总花青苷在红叶性状呈现中起重要作用。（3）用超高效液相色谱-质谱联用（UPLC-MS）法,测定了‘春江红霞’、‘黑魔法’叶片3个不同发育阶段8种类黄酮物质的组分。结果表明:10d时,矢车菊3-葡萄糖苷（Cyanidin-3-glucoside）在‘春江红霞’中的含量是母本‘黑魔法’的24.40倍,锦葵色素（Malvidin）、飞燕草素（Delphinidin）、矮牵牛素3-葡萄糖苷（Petunidin-3-O-glucoside）、矢车菊素（Cyanidin）等4种花青苷的含量分别是‘黑魔法’的4.9、3.7、3.5和5.0倍;在‘春江红霞’10d叶片中检测天竺葵素3-葡萄糖苷（Pelargonidin-3-glucoside）,‘黑魔法’中未检测到。进一步明确了矢车菊3-葡萄糖苷是‘春江红霞’叶片呈现红色的主要花青苷,而锦葵色素等5种花青苷类物质对叶片呈色起一定的辅助作用。随着叶片转绿,‘春江红霞’儿茶素（Catechin）含量下降,表儿茶素（Epicatechin）含量逐渐上升。从品种间比较来看,‘春江红霞’叶片的儿茶素与表儿茶素含量均显著高于‘黑魔法’。另外,分析了叶片不同发育阶段矢车菊3-葡萄糖苷与多酚总量的比值变化,结果表明,‘春江红霞’10d时叶片的矢车菊素3-葡萄糖苷比值为46.3%,而对照仅为4.93%;随着叶片转绿,矢车菊素3-葡萄糖苷与多酚总量的比值逐渐下降,而多酚总量的比值逐渐升高,说明多酚类组分通过对底物的竞争,对叶片的呈色产生一定抑制作用。（4）用Illumina Hiseq TM2000测序平台,对3个品种叶片3个不同发育阶段进行转录组测序。测序共产生243.75Gb Clean Data,组装得到54,311条Unigenes,功能注释后获得42,931个有注释信息的Unigenes。差异表达基因分析表明:3个品种中,均以10d和50d之间的差异表达基因数量最大,30d和50d之间的数量最小。对‘春江红霞’30d＿vs＿10d的DEGs进行GO功能富集,发现参与代谢过程（Metabolic process）的Unigenes所占比例最高;对该基因集的KEGG代谢通路分析表明:富集到苯丙氨酸（Phenylpropanoid biosynthesis）代谢途径的Unigenes有56条,花青苷合成途径（Anthocyanin biosynthesis）仅有1条,类黄酮合成途径（Flavonoid biosynthesis）有19条。采用WGCNA分析方法,筛选到共表达基因模块23个,构建了相关性最高的模块与性状之间的基因共表达网络。结果表明:红叶山茶叶片花青苷的积累与苯丙氨酸合成途径具有一定的正相关性。（5）利用转录组数据,挖掘‘春江红霞’红叶性状相关的关键基因。结果表明:在‘春江红霞’叶片10d和30d的生长过程中,PAL、C4H、4CL、CHI、CHS、F3H、F3’H、DFR、LAR、ANR等大多数上游基因上调表达,而ANS、UFGT基因下调表达;其中ANS表达量下降了3.5倍,且仅在红叶初期高表达;UFGT基因的表达量急剧下降了63.6倍,可见ANS、UFGT基因对‘春江红霞’花青苷的合成与积累起着重要的作用。（6）转录因子分析中,找到‘春江红霞’叶片中与花青苷合成相关MYB家族的GLABRA3（GL3）、MYB113和MYB75基因。MYB113仅在10d时表达,在30d时表达量极低;MYB75仅在‘春江红霞’中表达,表明这些转录因子可能通过调控ANS和UFGT基因的表达,促进花青苷的合成与积累;GLABRA3（GL3）基因在‘春江红霞’叶片各阶段均表达,且显著高于‘黑魔法’,说明其对花青苷合成途径中的多数基因具有正调控作用。利用荧光定量PCR方法测定了3个品种叶片3个不同发育阶段的UFGT、ANS、DFR、F3’H、ANR和F3’5’H基因的表达量变化,其结果与转录组的表达量值（FPKM）变化趋势基本一致,说明转录组的结果是可靠的。（7）从‘春江红霞’展叶后10d的叶片中克隆了Cj ANS基因。该基因全长1068bp,编码355个氨基酸。生物信息学分析表明,与茶树的亲缘关系最近。构建了Cj ANS超表达载体,转化拟南芥,获得了转ANS的阳性植株,其叶色呈现浅暗红色,中脉深暗红色,推测ANS基因对红叶性状的形成起着一定的作用。（8）基于转录组数据进行SSR标记的开发,共搜索得到13197个SSR位点,发生频率和分布频率分别为19.52%、26.12%,平均4.33kb存在一个SSR位点;SSR类型以单、二、三核苷酸重复类型为主;随机选取了90对引物进行扩增筛选,有效扩增率为81.11%;利用29对引物对8份山茶种质进行PCR扩增和UPGMA聚类,亲缘关系聚类的结果表明:在相似系数为0.58时,聚为4类:‘春江红霞’、‘黑蛋石’和‘黑骑士’为一类,其中与‘黑蛋石’的亲缘关系最近,‘黑魔法’、‘金华美女’、红山茶原种各自成类,进一步证实了‘春江红霞’与父母本之间的亲缘关系。本试验的结果表明,基于山茶转录组开发的SSR标记可应用于山茶遗传多样性分析、分子鉴定、遗传图谱构建和分子标记辅助育种等方面的研究。