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红梨因外观漂亮营养丰富而深受消费者喜爱,而我国红梨品种少,生产中许多红梨品种多源于绿色品种的红色芽变,但其变异位点和着色机制尚不十分明确,研究红色性状形成的分子机制对红梨育种和栽培调控均具有重要意义。本研究以我国自育的早熟脆肉型梨品种‘早酥’的红色芽变‘早酥红’为试材,对其红色性状的形成机制进行了研究,主要结果如下:1.‘早酥红’梨新梢幼叶和果皮红色主要由矢车菊素-3-半乳糖苷、矢车菊素-3-葡萄糖苷、矢车菊素-3-阿拉伯糖苷和芍药素-3-半乳糖苷等花青苷组成,叶片和果皮中不同花青苷比例略有差异。光照是‘早酥红’梨果实着色的必要条件,可见光+UV-B处理可使‘早酥’梨套袋果实着色。花青苷合成和调节关键基因PpANS、PpMYB10和PpHY5在不同试验处理中均表现出在红色梨样品中高表达的趋势,但这些基因的启动子序列在‘早酥’和‘早酥红’梨之间没有差异,其表达差异并非由启动子序列变异引起。2.以梨矮化砧木品种‘中矮1号’为试材,结合二代、三代和Hi-C测序技术,组装了一个高质量梨参考基因组,大小510.59 Mb,约为预测基因组大小的99.86%,N50长度为1.28 Mb;506.31 Mb(99.16%)contig被挂载到17条染色体上,已知位置和方向的序列为427.8 Mb,占预测基因组大小的83.7%;预测了309.86 Mb(60.68%)的重复序列和43,120个蛋白编码基因;序列比对、核心基因检测、基因组共线性分析等多方面评价结果表明,我们组装的基因组具有较高的完整性和准确性,不仅为‘早酥’梨红色芽变机制研究奠定基础,也为梨其他基因的克隆以及矮化、早果等其他性状的基因定位奠定了基础。3.利用新组装的高质量梨参考基因组,采用基因组重测序结合BSA分析的方法,成功鉴定出了一个与‘早酥红’梨红色性状紧密连锁的14 bp基因序列缺失变异,该变异只存在于‘早酥红’梨及其红色子代中,供试的其他16个红色和绿色梨品种/株系中未检测到该变异,表明不同红梨品种的着色机制不同。4.克隆了‘早酥红’和‘早酥’梨PpBBX24基因,测序结果表明‘早酥红’PpBBX24基因存在14 bp缺失变异,与基因组重测序结合BSA分析结果一致。PpBBX24基因编码序列全长720 bp,编码239 aa,自‘早酥红’中鉴定出的14 bp缺失变异位于其编码序列的568 bp至581 bp处,可以使其产生移码突变,蛋白翻译提前终止,只编码205 aa,C末端缺失重要的NLS(核定位序列)和蛋白互作相关的VP结构域,导致其失去与PpHY5a、PpHY5b和PpPUB59等蛋白的互作活性。PpBBX24基因在‘早酥红’和‘早酥’中的转录水平差异不大,但由于‘早酥红’梨中的PpBBX24基因存在缺失(Del)和正常(Ful)两种类型,导致‘早酥红’中正常PpBBX24基因的转录本数量只有‘早酥’梨的二分之一左右,低于‘早酥’梨,这可能是其变红的主要原因。