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绣球花(Hydrangea macrophylla)为虎耳草科绣球属小灌木。不同品种的绣球花花色花型各异,极具观赏价值,广泛应用于庭院栽培、园林景观设计及鲜切花材料中。花色是观赏植物最重要的特征之一,阐明花色相关的调控途径对新品种的培育具有重要的理论意义。为了探究绣球花不同花色的形成机制,本课题组前期完成了 3个不同绣球花品种的不同颜色萼片的转录组测序。分析转录组测序结果发现,绣球花DFR(二氢黄酮醇-4-还原酶)基因家族的表达丰度与花色关系密切,其中编号为Cluster-33435.81339的转录本与花色的深浅程度呈现显著正相关。本研究克隆了该转录本的全长序列,证实其编码一个绣球花中的二氢黄酮醇-4-还原酶,将其命名为HmDFR。通过实时荧光定量PCR,分析了该基因在3个品种的绣球花的根、茎、叶、芽及不同发育时期的萼片中的表达模式,结合花色苷含量进行关联分析,探讨HmDFR基因在绣球花3个品种花色形成过程中发挥的功能。本研究的主要结果如下:1.‘绣球’、‘无尽夏’、‘伊米莉亚’萼片的花色苷含量测定。通过观察3个品种绣球花萼片的颜色变化,将其按照颜色深浅程度划分为6个不同的发育阶段,进行花色苷含量测定。结果显示,‘绣球’S1时期的萼片呈绿色,花色苷含量为464.82μg·g-1,S4时期的萼片呈鲜红色,花色苷含量为1117.34 μg·g-1。‘无尽夏’S1时期的萼片呈浅绿色,花色苷含量为388.11 μg.g-1,S4阶段的萼片呈蓝色,花色苷含量为900.24μg·g-1。‘伊米莉亚’S1时期萼片为淡绿色、S2及S3时期萼片为白色、花色苷含量在263.63 μg·g-1～289.35μg·g-1之间,S4时期的萼片略呈淡红色,花色苷含量为592.73 μg·g-1。研究表明,绣球花萼片的花色苷含量随着着色程度的加深而增加,随着萼片颜色褪去而逐渐降低。2.HmDFR基因的克隆及生物信息学分析。从‘绣球’、‘无尽夏’及‘伊米莉亚,的萼片中分别克隆获得HmDFR基因片段。结果显示,3个品种中该基因全长序列一致,全长888 bp,其CDS长度为855 bp,编码284个氨基酸,生物信息学分析发现HmDFR蛋白在结构与功能上均相对保守。3.HmDFR基因的表达模式分析。HmDFR基因在‘绣球’、‘无尽夏’、‘伊米莉亚’中具有组织表达特异性,该基因在萼片中的表达量呈现‘绣球’>‘无尽夏’>‘伊米莉亚’的趋势,且随着萼片颜色的加深,HmDFR基因的表达量逐渐上升,在S4时期萼片颜色最深时其表达量最高,之后随着颜色褪去,该基因表达量下降。以萼片的花色苷含量及HmDFR基因在萼片中的相对表达量进行相关性分析表明,两者呈现显著的正相关,预示该基因可能在绣球花萼片的生长发育过程中发挥着重要的功能。