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花色是植物最重要的观赏性状之一,对植物观赏价值具有重要影响,也是育种工作者和科学家长期研究的热点。绣球花（Hydrangea macrophylla）具有花大艳丽、花色多变等特点深受人们喜爱,已成为世界上极具发展潜力的花卉品种之一。前期研究表明,花色素是导致绣球花不孕花的花色差异形成的主要原因,然而,关于绣球花不孕花中花色素物质形成的分子调控机制还不清楚。本研究利用靶向代谢组学和转录组学对白色绣球花‘伊米莉亚’盛花期不孕花（EMF3）和红色绣球花‘粉黛’盛花期不孕花（HMF3）、以及蓝色绣球花‘无尽夏’花蕾期、变色期和盛花期不孕花（编号依次为FSF1、FSF2和FSF3）进行研究,旨在从代谢水平和分子水平揭示不同品种和不同时期绣球花不孕花中花色素物质形成的分子调控机制,为新花色绣球花品种培育提供指导。主要研究结果如下:（1）对HMF3、EMF3和FSF3中类黄酮物质进行检测,共检测到类黄酮类代谢产物162种,其中差异代谢物68种,包括花青素类物质6种,EMF3中检测到芹菜定、天竺葵素3-O-（6"-乙酰葡萄糖苷）和极少量的飞燕草素-3-O-葡萄糖苷,HMF3中检测到矢车菊素-3-O-咖啡酰槐糖苷-5-葡萄糖苷和芍药花素-O-己糖苷,FSF3中除检测到矢车菊素外,还检测到大量的飞燕草素-3-O-葡萄糖苷,花青素物质种类和含量的差异是导致绣球花不孕花的花色差异形成的主要原因。此外,FSF3中二氢黄酮和黄酮醇物质的高积累对蓝色不孕花的形成可能具有增色效应。（2）对FSF1、FSF2和FSF3中类黄酮物质进行检测,共检测到类黄酮类代谢物100种,其中差异代谢物44种,包括花青素类物质7种,飞燕草素类3种,矢车菊素类4种。FSF3中飞燕草素-3-O-葡萄糖苷的相对含量分别是FSF2和FSF1的2.47倍和369.16倍,与蓝色不孕花花色形成趋势一致,其余6种花青素物质的相对含量均呈现先降低后升高的趋势,飞燕草素-3-O-葡萄糖苷是导致蓝色绣球花‘无尽夏’不孕花的花色形成的最主要因素。（3）对FSF1、FSF2、FSF3、EMF3和HMF3进行转录组测序,共得到132.23G的 clean bases,获得 transcripts 和 unigenes 数量别为 394,287 条和 288,026 条,拼接长度分别为298,418,344 nt和269,165,629 nt,平均长度分别为757 nt和935 nt,转录组测序和组装结果良好。差异基因筛选与功能注释获得了大量的与花色合成相关的DEGs,为研究绣球花不孕花中花色素物质形成的分子调控机制提供了基础数据。绣球花不孕花转录组测序的原始序列数据已保存在NCBI SRA数据库中,登录号为PRJNA588557。（4）对HMF3、EMF3和FSF3中花色相关代谢途径进行分析,发现花青素生物合成途径是调控FSF3和HMF3中花色素物质积累最重要代谢途径,HMF3中黄酮和黄酮醇生物合成途径可能与花青素生物合成途径存在底物竞争机制。蛋白-蛋白互作网络和系统进化树分析,筛选出与花色形成相关的MYB、bHLH和WD40转录因子各1个,靶基因位点分别是HymCYP73A和HymDFR。共表达分析显示,转录因子与花色苷物质之间具有极显著相关性,相关性系数均超过0.81。推测转录因子HymMYB308、HymbHLH和HymWDR6通过调控靶基因位点HymCYP 73A和HymDFR的表达,进一步调控花色苷的合成,最终导致不同花色绣球花品种盛花期不孕花的花色形成。（5）对FSF1、FSF2和FSF3的花色相关代谢途径中的DEGs进行分析,CHS和CHI的上调表达促进了 FSF1中类黄酮物质的合成与积累,FSF2和FSF3中F3H、C3’5’H、CYP75B1、DFR和ANS的上调表达促进了花青素物质的合成与积累,类胡萝卜素生物合成途径的DEGs呈下调表达趋势,对蓝色绣球花‘无尽夏’不孕花的花色形成贡献不大。蛋白-蛋白相互网络分析,筛选到与蓝色绣球花不孕花形成相关的转录因子3个,即HymWER-like、HymMYB114和HymWDR68,预测作用靶基因位点均为HymDFR。转录因子HymWER-like、HymMYB114 和 HymWDR68与HymF3H、HymDFR、HymANS和飞燕草素-3-O-葡萄糖苷均呈现显著负相关性。推断转录因子HymWER-like、HymMYB114和HymWDR68可能通过负调控靶基因HymDFR的表达调控飞燕草素-3-O-葡萄糖苷的合成与积累,最终调控绣球花‘无尽夏’蓝色不孕花的形成。（6）克隆获得了Hym WER-like基因的ORF序列,长度为598 bp,编码198个氨基酸,属于典型的R2R3型MYB转录因子,与茶花和中华猕猴桃的同源序列具有较高的同源性。qRT-PCR分析显示,Hym WER-like在芽中的表达量最高,盛花期的表达量均低于花蕾期,且与蓝色绣球花不孕花花色形成趋势相反。相关性分析显示,HymWER-like与蓝色不孕花中花青素物质总含量和飞燕草素-3-O-葡萄糖苷含量的相关性系数分别为-0.983和-0.979,与HymF3H、HymC3’5’H、HymDFR和HymANS的相关性系数均超过了 0.87,均呈现极显著负相关。研究结果与蓝色不孕花花色形成调控模型一致,证明了转录因子HymWER-like对蓝色绣球花‘无尽夏’不孕花的花色形成具有负调控作用。本论文构建了转录因子对绣球花不孕花的花色差异形成的调控模型,揭示了绣球花不孕花的花色差异形成的机制,为绣球花不孕花的花色调控提供了理论指导和基因资源。