苦荞富含生物类黄酮活性物质,具有消炎、抗氧化和降三高等等医疗保健作用,其各种产品已受到人们越来越多的关注和喜爱,但苦荞果壳厚而坚韧,脱壳极其困难,严重制约着苦荞麦加工产业的发展。本研究以4个厚壳苦荞和3个薄壳苦荞为研究材料,研究了不同发育时期苦荞果壳的组织细胞结构、成分含量及其转录组差异。所得主要结果如下:（1）对厚壳苦荞和薄壳苦荞果壳成分检测显示,厚壳苦荞的不同品种的纤维素、木质素和半纤维素平均含量均高于各品种薄壳苦荞果壳平均含量,特别是厚壳苦荞中的纤维素含量大幅度高于薄壳苦荞纤维素含量;其次不同苦荞品种之间在纤维素、木质素和半纤维素含量上也存在显著差异。（2）扫描电镜结果显示,“小米荞”果壳沟槽处自然开裂,表面有明显的裂痕;而“晋荞2号”果壳沟槽处不开裂且表面无任何裂痕。其次石蜡切片结果显示,薄壳苦荞“小米荞”果壳在棱角处与厚壳苦荞“晋荞2号”果壳厚度相近,但沟槽处较薄,表明果壳厚度的差异主要发生在沟槽部分;其次组织中纤维素含量大幅降低,导致其果壳在沟槽处易碎易裂。（3）“晋荞2号”与“小米荞”在种子发育过程中的果壳发育模式不同。“晋荞2号”为双峰式,即幼果期（第5天）纤维素、木质素含量迅速增加达到峰值（第10天）,在随后（第15天）的灌浆期含量有所下降,然后当进入成熟期后再次增加至峰值（第20天）。“小米荞”为递增单峰模式发育,即果壳中的纤维素和木质素含量随着种子发育逐渐累积。（4）对“小米荞”和“晋荞2号”两个品种4个发育时期的种子果壳（标花后第5天、第10天、第15天和第20天,每个时期3个生物重复）共24个样品进行高通量转录组测序,得到clean reads范围在41.4×106⁴4.9×106之间。其次转录组测序中共鉴定到29,843个基因,包括28,465个已知的基因和1,378个新基因。在所有样品中低表达基因和中度表达基因所占比例最多,约为42%和30%。（5）在“晋荞2号”4个时期中分别鉴定到4613,392,428和1216个阶段特异/优先表达基因;在“小米荞”4个时期中分别鉴定到3959,267,413和1279个阶段特异/优先表达基因。通过特异/优先表达基因的GO富集分析,发现在果壳发育第10天大量差异基因富集与细胞周期和细胞生长,表明果壳发育第10天是细胞壁生物合成的关键时期。（6）在“小米荞”和“晋荞2号”果壳发育4个时期中共鉴定到9549个差异基因,在“j₅-vs-x₅”、“j₁0-vs-x₁0”、“j₁5-vsx₁5”和“j₂0-vs-x₂0”中分别鉴定到1934、3916、1703和5884个差异表达基因,并对差异表达基因进行GO和KEGG富集分析。在果壳发育第10天关键时期中,GO显著富集到许多与细胞壁形成有关的过程,如:苯丙酸生物合成过程、细胞壁组织或生物发生、木质素生物合成过程、韧皮部或木质部组织发生和韧皮部发育等过程。而KEGG代谢通路差异表达基因主要富集到苯丙烷类生物合成、植物激素信号转导、淀粉和蔗糖代谢和类黄酮生物合成的这4条代谢通路中。以上再次证明,果壳发育第10天是细胞壁生物合成的关键时期。（7）在“晋荞2号”和“小米荞”果壳发育的第5天和第10天两个时期中,筛选到8个与次生壁发育有关的关键转录因子,包括3个NAC转录因子和5个MYB转录因子,分别为NST1、2个NST3/SND1、AtMYB52、MBY52/54、MYB46/83和2个MYB103。其次筛选20个与细胞次生壁形成有关的关键酶基因,其中纤维素合成酶基因分别为:AtCESA4、AtCESA7和AtCESA8;与半纤维合成有关的酶基因分别为:CslC4、2个GXM、GUX4、IRX9、IRX14、TBL1、TBL3、TBL31、TBL33和TBL34;与木质素合成有关的酶基因:C4H、2个CAD、1个CCR和2个CCoAOMT。（8）选取了17个与细胞次生壁有关的关键转录因子和酶基因,利用qRT-PCR鉴定其在“晋荞2号”和“小米荞”果壳不同发育时期（标花后第5天、第10天、第15天和第20天）中的相对表达量,结果除MYB83、IRX9这两个基因是R值大于0.78,其余基因的R值均大于0.91。