萱草是阿福花科多年生草本花卉,集观赏、药用和食用于一身,具有极高的的应用价值。本研究测定了萱草‘斯特拉’不同组织和发育阶段中花青素、花青素苷、总黄酮的含量,在此基础上,通过转录组测序方法对其总黄酮、花青素Pexidartinib配制合成途径的相关基因的表达模式进行了分析。利用荧光实时定量PCR(q RT-PCR)技术,分析了不同发育时期组织黄烷酮-3-羟化酶(Hf F3H)基因表达模式。利用萱草基因组和转录组数据,通过生物信息学分析,针对Hf F3H基因构建了卵细胞及增殖细胞高表达启动子驱动Cas9的CRISPR/Cas9基因编辑载体,为探究F3H基因在调控总黄酮、花青素生物合成中的功能提供基础。主要研究结果如下:(1)分析测定了‘斯特拉’萱草不同发育阶段植物组织中花青素和总黄酮含量,结果显示展开叶花青素含量最高,含量为35.39 U/g;花眼次之,含量为31.87 U/g;而根最少,含量仅为6.61 U/g;总黄酮则为大花蕾中含量最高,含量为33.07 mg/g;花葶最少,含量为0.17 mg/g。(2)分别以‘斯特拉’萱草的不同时期植物组织为材料,进行了转录组测序(RNA-Seq),并通过组装拼接获得了87615条Unigene,平均长度为969.55 bp。通过转录组数据分析,筛选出总黄酮、花青素生物合成途径中的差异基因,并通过数据筛选,进一步分析鉴定出可能参与总黄酮、花青素生物合成的8个关键酶编码基因,分别为Hf F3H、Hf BZ1、Hf CHS3、Hf CHS2、Hf4CL、Hf ANS、Hf PGT1、Hf FLS。(3)从‘斯特拉’萱草中分离了黄烷酮-3-羟化酶基因,命名为Hf F3H。生物信息学分析显示,Hf F3H基因属于PLN02515超家族,对Hf F3H基因的氨基酸结构特征、理化性质和功Soil remediation能等进行预测和分析得出,Hf F3H氨基酸数量为376,基因编码的蛋白分子式为C_(1866)H_(2942)N_(504)O_(569)S_(17),分子量为42085.94,理论等电点为5.16;Hf F3H基因蛋白二级结构结构主要由α-螺旋、β-转角、延伸链和无规则卷曲这四部分组成,以无规则卷曲为主。Hf F3H基因编码蛋白不存在跨膜区域,氨基酸序列属于疏水蛋白,具有较多的磷酸位点,且不具有信号肽;Hf F3H定位于细胞质的概率为47.8%;且与余甘子的F3H基因亲缘关系较近。(4)为探究Hf F3H在萱草总黄酮、花青素生物合成途径中的功能,根据课题组萱草基因组和三代转录组数据,分析了Hf F3H的c DNA和基因组序列,并通过基因组DNA扩增和测序验证,结果显示Hf F3H含有3个外显子和2个内含子。进一步在Hf F3H基因的第1和第2个外显子上设计靶位点,构建了基因编辑载体。由于实验室将采用花粉通道转化方法实施萱草基因编辑,其靶细胞为卵细胞或其它生殖细胞,因此分别利用单子叶植物玉米组成型启动子(Zm Ubq)和拟南芥卵细胞特异启动子(Ec1fp)驱动Cas9基因,利用单子叶植物水稻U3和U6启动子驱动导引核糖核酸(gGalunisertib半抑制浓度 RNA),分别命名为p XEE-EC1fp-Cas9-Hf F3H和p XEE-Zm Ubq-Cas9-Hf F3H,为进一步研究Hf F3H基因的功能奠定了基础。