彩色棉是一种相对白色棉而言纤维具有颜色的棉花。对于彩色棉纤维颜色发育的研究一直在进行。前人的研究已经确认彩色棉纤维中的色素为类黄酮,而且类黄酮的合成代谢途径也已明确,对于参与彩色棉纤维类黄酮合成途径的关键酶及酶基因也进行了不少工作。本研究在此基础上,主要侧重对类黄酮沉积后是否发生氧化反应而显色的探究。植物中类黄酮氧化过程中涉及三种酶——过氧化物酶(POD)、漆酶(LAC)、儿茶酚氧化酶(CO)。以白色棉为对照,将棕色棉和绿色棉作为观察材料,进行相关研究,得到的主要研究结果如下：1.在离体培养条件下,分别取培养不同天数的纤维,测定纤维的颜色参数、色素含量以及氧化酶活性等,发现棕色棉纤维从25d开始颜色明显加深,POD活性在15d开始便逐渐增大,尤其是在20-30d内活性增加最快,而CO活性在20d后变化幅度很小,基本稳定在一个水平上,而可测出的类黄酮含量一直处于下降趋势,由此可以得出棕色棉纤维的显色与类黄酮在POD的催化下发生了氧化反应有很大关系,而与CO关系并不大,因氧化反应过程形成了棕色聚合物导致了可测出的类黄酮含量不断下降。对于绿色棉,纤维是从20d开始显色的,但POD活性一直处在一个较低的水平,CO总体是下降趋势,可测出的类黄酮含量也一直处在一个较高的水平,由此可以看出绿色棉纤维中类黄酮的氧化反应进行得很少。而LAC的活性在棉花纤维中未检测到,这可能是因为棉花中LAC活性本来就较低加之POD的干扰造成的。通过向培养基内添加氧化抑制剂抗坏血酸,发现其不仅可以抑制酶的活性导致显色受阻,并且对胚珠和纤维的生长发育也会造成影响。2.利用拟南芥漆酶基因的氨基酸序列为探针,在陆地棉基因组数据中进行检索和鉴定,结果在陆地棉中获得48个LAC成员。同理,以拟南芥过氧化物酶基因的氨基酸序列为探针,在陆地棉基因组数据中得到134个POD成员。因拟南芥中无儿茶酚氧化酶,故选用杨树、番茄、玉米的CO氨基酸序列为探针,在陆地棉基因组数据中获得11个陆地棉CO成员。通过系统进化树分析将POD、LAC和CO三个基因家族成员分别划分为6个、5个、3个亚家族。通过将这些成员定位到染色体上,进而分析判定出基因复制事件,发现三个基因家族基因复制事件均较少,说明陆地棉中各基因家族未发生较大规模的家族扩增。3.在鉴定出的陆地棉基因家族中根据亚家族分类选择若干成员进行基因表达的分析,结果发现各个成员在不同的组织中表达量存在较大的差异。此外,多个POD基因在棕色棉显色期间处于较高水平的表达,在绿色棉中的表达水平则较低,而LAC和CO基因在棉纤维中的表达从整体来看均不高,LAC基因在彩色棉显色期间稳定在一定的表达水平或者有小幅度的提升,但CO基因表达量则一直下降。由此得出,LAC和CO对彩色棉纤维中类黄酮的氧化所起到的推动作用并不大,而棕色棉纤维中色素的氧化与POD基因的表达和酶活性关系较为密切。