杨梅(Morella rubra)是一种果实色泽变异较大的果树,营养丰富且具有重要的经济和药用价值。色泽是评价果实品质的关键性状之一,而花青苷含量是决定杨梅果实色泽的主要因素。近年来,有关杨梅果实花青苷调控研究集中在鉴别花青苷生物合成基因和转录因子上,但品种间果实色泽差异的内在机制缺乏深入研究。本文以多个果实色泽不同的杨梅品种为研究材料,探究MrMYB1/2基因簇成员的结构和表达特性、功能差异与调控机制,以及MrGST1在杨梅花青苷转运中的功能与机制。主要结果如下:1.鉴定了一个与花青苷积累相关的MrMYB1/2基因簇,包括4个成员:MrMYB1.1、MrMYB1.2、MrMYB1.3和MrMYB2。在4个果实颜色各异的主栽品种中克隆基因簇成员,发现每个成员有2–3个等位基因。其中MrMYB1.1在不同品种中的基因型与果实颜色紧密相关,共有2个等位基因:MrMYB1.1-1(MrMYB1.1~n)和MrMYB1.1-2(MrMYB1.1~d)。前者是结构完整的R2R3型MYB基因,在果实紫黑色品种‘荸荠’中为纯合,后者因缺失一个碱基造成移码突变,转变为一个缺失R2和部分R3结构域的MYB基因,在果实白色品种‘水晶’中为纯合。MrMYB1.1~n/MrMYB1.1~d在果实红色品种‘东魁’和果实粉红色品种‘粉红’中为杂合。基于MrMYB1.1~n/MrMYB1.1~d基因型开发的CAPS标记能够准确并快速鉴别不同颜色果实的杨梅品种。MrMYB1.2、MrMYB1.3和MrMYB2的等位基因基因型与果实颜色之间没有相关性。MrMYB1.1、MrMYB1.2和MrMYB2在4个品种果实成熟过程中表达量逐渐升高且品种间差异较小。MrMYB1.3仅在果实紫黑色品种‘荸荠’中表达,且表达量与‘荸荠’果实成熟过程中的花青苷含量呈现一定的相关性。共线性分析表明,调控花青苷积累的MYB基因簇在部分双子叶植物的基因组具有高度保守性,可能在进化中具有独特的意义。2.烟草叶片瞬时表达分析发现MrMYB1.1~n和MrMYB1.3-1可以诱导花青苷积累,而MrMYB1.1~d、MrCP-456773分子式MYB1.2-1和MrMYB2-1不能诱导花青苷积累。MrMYB1.3-1在烟草中稳定转化使烟草的花和果皮花青苷含量显著升高。烟草双荧光素酶、酵母单杂交和凝胶电Alisertib核磁泳迁移试验表明,MrMYB1.1~n和MrMYB1.3-1可以直接结合并激活花青苷生物合成基因的启动子,而MrMYB1.1~d、MrMYB1.2-1和MrMYB2-1不能直接结合并激活花青苷生物合成基因的启动子。萤火虫comprehensive medication management荧光素酶互补成像和酵母双杂交试验表明,MrMYB1.1~n、MrMYB1.3-1和MrMYB2-1可以与MrbHLH1发生相互作用,而MrMYB1.1~d和MrMYB1.2-1不能与MrbHLH1发生相互作用。3.对杨梅GST基因家族进行分析,筛选到一个参与花青苷转运的候选基因MrGST1。MrGST1的表达量与‘荸荠’品种不同组织、不同发育阶段的果实和12个杨梅品种成熟果实中的花青苷含量呈显著正相关。对MrGST1进行拟南芥tt19突变体功能互补试验,发现MrGST1只负责花青苷的转运,而不负责原花青素的转运。烟草双荧光素酶和酵母单杂交试验表明,MrMYB1.1~n和MrMYB1.3-1可以直接结合并激活MrGST1启动子。顺式元件分析显示,MrGST1启动子有8个MYB结合位点。烟草双荧光素酶和酵母单杂交试验表明,MrMYB1.1~n通过识别起始密码子前第4个MYB结合位点激活MrGST1启动子。综上所述,本文系统探究了MrMYB1/2基因簇中4个成员的基因结构、表达特性、功能和调控机制差异,鉴定了调控杨梅果实花青苷积累的激活因子MrMYB1.1~n和MrMYB1.3。探明了杨梅品种间果实颜色差异是由于MrMYB1.1~n/MrMYB1.1~d基因型不同以及MrMYB1.3在特定品种表达所致。同时挖掘了参与杨梅果实花青苷转运的MrGST1并进行了功能鉴别。研究结果为花青苷生物合成和转运的调控机制提供新的理解,也为果实色泽品质的改良提供理论依据。