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色泽是评价果实外观品质的重要指标之一,优良的色泽能极大的提高果实的销量。通常情况下,按果皮色泽可以把梨种质资源分为绿色、褐色以及红色三种类型。红皮梨因外观美丽,经济效益高,营养价值高而深受生产者和消费者的欢迎。近年来,优质红皮梨品种的栽培成为一个新发展热点,培育红色果皮的梨新品种也成为梨种质创新的一项重要研究内容。本研究拟从生理学、分子生物学方面对西洋梨(Pyrus communis L.)‘早红考密斯’及其绿色芽变品种在果实生长发育过程中色素含量、基因序列、基因表达的变化差异进行研究,并从转录组水平上寻找与果实色泽变异相关的差异表达基因,深入探讨梨果实色泽变异形成的原因,从而为探明梨红色果皮形成的分子机制奠定基础。主要研究结果如下：1.克隆了‘早红考密斯’及其绿色芽变花色素苷生物合成相关的7个结构基因,分别命名为Pc-PAL(登录号：KC460392).Pc.CHS(登录号：KC460393).Pc.CHI(登录号：KC460394).Pc-F3H(登录号：KC460395).Pc.DFR(登录号：KC460396). Pc-ANS(登录号：KC460397)和Pc.UFGT(登录号：KC460398)和3个转录因子PcMYB10(登录号：KC993864),PcWD40(登录号：KC993865)和PcbHLH(登录号：KC993866)。经比较,各个基因的核苷酸序列在两者之间没有差异,因此,‘早红考密斯’及其绿色芽变的色泽差异不是由结构基因的碱基突变造成的。这些序列为研究果实花青苷合成过程中的基因表达提供序列基础信息。2.测定了‘早红考密斯’及其绿色芽变果实在不同发育时期果皮花色素苷的含量,利用实时荧光定量PCR检测了果实不同发育时期中花色素苷生物合成相关的结构基因和转录因子的表达特性,并对花色素苷含量与基因的表达进行了相关性分析。结果表明,‘早红考密斯’的花色素苷含量显著高于绿色芽变品种。大部分的结构基因在‘早红考密斯’果实发育过程中的相对表达量要远远其高于绿色芽变品种,表明这些结构基因是通过协同作用共同调控花色素苷的合成。三个转录因子(PcMYB10、 PcWD40和PcbHLH)的相对表达量都与‘早红考密斯’的花色素苷含量变化呈现显著相关性,与绿色芽变品种的花色素苷含量变化则无显著相关性,这表明三个转录因子之间存在着一定的协调作用,共同影响花色素苷的生物合成。3.利用Illumina测序平台对‘早红考密斯’及其绿色芽变品种各3个发育时期果实的果皮进行数字化表达谱测序。比较不同发育时期‘早红考密斯’及其绿色芽变品种之间的转录组,呈现上调表达趋势的基因共有1680个,下调表达的基因共有550个。使用Blast2G0软件将这些注释的基因进行分类,在‘早红考密斯’及其绿色芽变品种中出现差异的转录本有4406个。根据KEGG代谢途径注释信息,在‘早红考密斯’及其绿色芽变品种中出现差异的转录本共有757个,归入101个KEGG途径。在类黄酮代谢途径出现了两个差异表达的转录本,分别为C3H和ANR。除了已知的MYB家族以外,还出现了三个新的转录因子家族(AP2、WRKY、MADS)与花色素苷生物合成有一定的相关性。利用实时荧光定量PCR的方法对选择的12个差异表达基因在‘早红考密斯’及其绿色芽变品种果实发育过程中的表达进行验证,获得的基因表达模式与高通量测序所得的结果基本一致,两者的相关性系数在0.822到0.993之间。4.利用近缘物种MYB基因序列,通过与梨基因组数据库(http://peargenome. njau.edu.cn)中的序列进行比对,在梨基因组数据库中找到了10个重要的MYB转录因子,并通过实时荧光定量PCR检测了各基因的相对表达量,从中挑选出与花色素苷合成较相关的基因Fbr028725.1。通过RT-PCR的方法,对Pbr028725.1进行全长克隆及序列分析,该基因cDNA全长664bp,它包括一个完整的609bp的ORF阅读框,编码202个氨基酸,预测的蛋白分子量为22.8kD,等电点为9.11。将该基因与pMV载体连接构建融合表达载体,通过冻融法将该基因转入烟草获得抗性植株。