小苍兰（Freesia hybrida）是世界著名的球根花卉之一,花色丰富,花香袭人,是花卉市场上重要的切花,深受人们喜爱。花色作为小苍兰的重要表型性状,丰富的花色一直是小苍兰育种的重要目标。本文选择4个色系11个常见小苍兰品种为研究对象,首先测定所选品种花瓣表型数据,进而通过构建数字基因表达谱的和关键差异基因表达特征的研究,探讨小苍兰花色苷合成的生理分子机理,为后续揭示小苍兰花色形成的机制奠定基础。主要研究结果如下:1.小苍兰花瓣中花色苷组分鉴定和含量分析采用英国皇家园艺学会比色卡（RHSCC）和色差仪进行花色描述,利用特征颜色反应初步确定色素类型,进而利用UPLC-Q-TOF-MS技术分析各品种花瓣中花色苷种类和含量。表型分析显示,所选11个小苍兰品种分布于四大色系:白色系、黄色系、红色系、蓝紫色系。通过显色反应发现,所有品种均含有黄酮类化合物,但是不含或含有极低量的类胡萝卜素,除‘White River’、‘Fragrant Sunburst’、‘Gold River’、‘Tweety’外其他7个品种,均含有花色苷。通过花色苷标准品和文献鉴定出了小苍兰花瓣中共有10个花色苷组分,红色系品种‘Red Passion’和‘上农红台阁’花瓣中主要成分为矢车菊素类化合物,蓝紫色系品种‘Pink Passion’、‘上农淡雪青’和‘上农紫玫瑰’花瓣中主要成分为矮牵牛素类和锦葵素类化合物,‘Lovely Lavender’和‘Castor’花瓣中主要含飞燕草素类化合物,‘Red Passion’花瓣中总花色苷含量最高,最低是‘上农淡雪青。研究表明不同品种小苍兰花瓣颜色的呈现与花色苷种类有关,花瓣着色程度与花瓣中花色苷总含量成正比。2.小苍兰花瓣转录组分析为了挖掘小苍兰花色形成的关键差异基因,分别选择四个色系代表品种:‘Red Passion’（RP）、‘Gold River’（GR）、‘Castor’（CA）和‘White River’（WR）花瓣进行转录组测序,共获得115.51Gb Clean Data,其Q30碱基百分比均不小于93%,GC%约为45%。通过组装共得到103,828条Unigene,N50为1,388,50%的Unigene长度在500nt以上,组装完整性较高。通过与各个数据库平台进行比对,共29,309条基因获得功能注释。通过GO和COG数据库进行功能分析,发现参与碳水化合物代谢功能以及次生代谢过程的注释基因比较集中。3.小苍兰数字基因表达谱构建及相关基因的定量分析构建了小苍兰数字基因表达谱,利用q RT-PCR技术研究了小苍兰不同品种花色苷生物合成途径中的关键结构基因和转录因子的表达量。比较差异基因的分布,发现红色品种RP和紫色品种CA与白色品种WR对比所得的差异基因数量最多,分别为1835条和1455条且主要为下调基因,红色品种RP和紫色品种CA与黄色品种GR对比获得的差异基因数量次之,分别为1111条和848条且主要为下调基因,其中白色品种WR和GR对比获得的差异基因数量最小,仅有15条,说明红紫色系与白黄色系小苍兰花色形成存在明显差异。KEGG通路分析表明,小苍兰花色形成DEG参与的代谢通路高达20多个,在类黄酮生物合成途径富集到的差异基因数量最多,推测类黄酮生物合成途径（ko0094）与小苍兰花色差异密切相关。小苍兰花色差异的主要原因是花色苷种类和积累量的差异,因此我们重点研究类黄酮生物合成途径中花色苷合成途径分支。根据关键基因的FPKM值,构建了小苍兰花瓣中花色苷代谢的主要调控模式图。通过q RT-PCR分析花色苷花色苷代谢途径中相关基因的表达模式,发现查尔酮合成酶（CHS）,黄酮醇3-羟化酶（F3H）,类黄酮3′5′-羟化酶（F3’5’H）,类黄酮3’-羟化酶（F3’H）二氢黄酮醇4-还原酶（DFR）,花色素合成酶（ANS）,糖苷转移酶（A3GT）等7个结构基因在RP和CA花瓣中表达量明显高于WR和GR,与花色苷含量分布趋势一致,而黄酮醇合成酶（FLS）在GR和WR花瓣中表达量显著高于红紫两个品种。在RP和CA花瓣中,CHS、F3H和F3’H等上游结构基因在RP中的表达量显著高于CA,且F3’H在CA花瓣中几乎没有表达,而F3’5’H在CA花瓣中表达量高于RP,这分别与四个品种中矢车菊素和飞燕草素含量分布趋势相对应。MYB、TT8L、GL3L和TTG1等4个转录因子表达量变化与总花色苷含量呈现正相关,MYB在WR和GR中几乎不表达,TT8L的基因表达量相对高于其他3个转录因子的表达量。推测,CHS、F3H等上游结构基因表达量水平决定小苍兰花瓣中总花色苷含量高低,F3’5’H和F3’H是决定小苍兰花色的重要分支基因,分别是紫色和红色小苍兰花瓣呈色的特征基因,白色和黄色小苍兰主要受黄酮醇类物质的影响。MYB和TT8L在不同品种花瓣中的表达差异是导致不同色系小苍兰花色差异的原因之一。