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花色素苷广泛分布于高等植物中，是一种水溶性的植物色素，在植物发育过程中起着不同的作用。因其具有抗氧化性，可以预防心血管疾病、抗肿瘤、抗突变、调节免疫活性，对人类健康具有着巨大的潜在价值。但是目前植物中花青素的合成都受到光照的限制并且产量很低。紫心甘薯是栽培甘薯（Ipomoea batatas）中的一种特殊品种类型，因其块根富含花青素并且无需直接受到光照而具有重要的开发价值。对紫心甘薯花青素合成与积累分子机理的研究，将推动紫心甘薯花青素性状分子育种的进程。目前本实验室已成功克隆了紫心甘薯花青素生物合成相关酶基因和转录因子的基因，本论文在此基础上进一步探讨转录因子对花青素合成相关酶基因的调控机制以及外源性植物激素对花青素合成积累的影响。 本论文克隆获得了紫心甘薯品系A5的块根中花青素合成酶基因IbANS的启动子序列(命名为pIbANS);分析IbANS启动子序列pIbANS的启动子功能;研究转录因子IbMYB1与IbANS启动子序列pIbANS的相互作用关系以及对IbANS转录活性的影响;克隆了转录因子IbMYB1的启动子;分析IbMYB1启动子序列pIbMYB1的启动子功能;研究环境因素对转录因子IbMYB1启动子的影响。获得的主要研究结果如下: (1)提取紫心甘薯A5块根的RNA，利用荧光定量PCR的方法检测了紫心甘薯A5块根中花青素合成相关酶基因的表达量，采用组主成分分析的方法分析得到两个主要成分，分表为Component1和Component2，其中Component1中的IbANS贡献率最大值为99.9％，因此IbANS为紫心甘薯块根花青素合成相关酶基因中最关键基因，确定IbANS为所要研究的基因。 (2)采用hi Tail-PCR的方法克隆获得了紫心甘薯品系A5花青素合成酶基因IbANS的启动子序列(命名为plbANS):plbANS长度为1222 bp，经Softberrydatabas预测转录起始位点位于-119 bp。通过PLANTCARE和PLACE预测pIbANS启动子序列含有与花青素合成相关的光反应元件SORLIP, GT-1 binding site，I-box;转录因子MYB，MYC和MADS的结合元件。五个MYB转录因子结合元件分别位于-925（序列TATCC），-500(序列TAACCA)，-377(序列TAACCG)，-251(序列GGATA),-156(序列GGTTGG)。构建了pIbANS∷GUS真核超表达载体，首先瞬时转化烟草叶片经GUS活性组织化学检测初步确定pIbANS能够启动报告基因GUS的表达;然后稳定转化到拟南芥中，T2代种子经PCR检测启动子序列和GUS活性组织化学检测确定pIbANS能够在细胞内稳定遗传并启动GUS基因的表达。 (3)依照转录因子MYB结合元件的位置将启动子pIbANS进行截断克隆。得到四个5突变体启动子片段并构建了De11∷GUS、De12∷GUS、De13∷GUS、De14∷GUS四个真核超表达载体。瞬时转化烟草叶片及稳定转化拟南芥均能够启动报告基因GUS的表达。GUS荧光定量检测确定随着启动子片段5逐渐减短，启动GUS报告基因的能力也随之减弱。 (4)构建了pET28a(+)-IbMYB1、pET20b(+)-IbMYB1、pPROE HTa-IbMYB1和IbMYB1+pET32a(+)原核表达载体，经IPTG诱导表达只有pET28a(+)-IbMYB1能够表达并纯化IbMYB1蛋白。确定原核表达载体pET28a(+)-IbMYB1经0.4 mM IPTG在37℃诱导4h为最佳条件，纯化得到的IbMYB1蛋白满足EMSA实验要求。体外EMSA实验证明IbMYB1蛋白与MYBCORE和MYBST2启动子元件特异结合。拟南芥原生质体转化实验证明效应质粒提高了报告质粒的荧光强度，说明IbMYB1能够上调控启动子pIbANS及其5突变体的功能。 (5)采用hi Tail-PCR的方法克隆获得了紫心甘薯品系A5块根转录因子IbMYB1的启动子序列（命名为pIbMYB1）:长度为1189 bp，经Softberry database预测转录起始位点位于-128 bp。通过PLANTCARE和PLACE预测pIbMYB1启动子序列含有与花青素合成相关的光反应元件GT1CONSENSUS、IBOXCORE、INRNTPSADB、SORLIP1AT;糖相关结合元件SURE1STPAT21、WBOXHVISO1;赤霉素相关结合元件PYRIMIDINEBOXHVEPB1、WRKY71OS。构建了pIbMYB1∷GUS真核超表达载体，首先瞬时转化烟草叶片经GUS活性组织化学检测初步确定pIbMYB1启动报告基因GUS活性组织化学的表达;然后稳定转化到拟南芥中，T2代种子经PCR检测启动子序列和GUS活性组织化学检测确定Ib MYB1能够在细胞内稳定遗传并启动GUS基因的表达。 (6)赤霉素、糖、茉莉酸甲酯影响着紫色甘薯转录因子启动子pIbMYB1的功能。将筛选得到的pIbMYB1∷GUS转基因拟南芥T2代种子培养于不同的培养基中，培养基中含有6％蔗糖对pIbMYB1启动子转基因拟南芥中GUS基因表达的抑制作用最大;培养基中含有100μM茉莉酸甲酯酸对pIbMYB1启动子转基因拟南芥中GUS表达的促进作用最大。相比1/21MS培养基中生长的转基因拟南芥，含10μM和1μM茉莉酸甲酯酸的1/2 MS培养基和含10μM和1μM赤霉素的的1/2 MS培养基中生长的拟南芥GUS表达都受到了抑制。并且通过荧光定量PCR对IbMYB1基因表达量的检测再次证明了赤霉素处理的结果。 归纳以上结果，克隆获得的IbANS基因启动子序列具有启动子功能，转录因子IbMYB1通过与1bANS基因启动子MYBCORE和MYBST2元件结合对其进行调控，进而提高了启动子pIbANS活性。为了进一步研究花青素合成调控机制，克隆获得的IbMYB1基因启动子序列pIbMYB1。检测pIbMYB1具有启动子功能，并且赤霉素、糖、茉莉酸甲酯可以调控启动子pIbMYB1的功能。说明转录因子IbMYB1调控紫心甘薯块根中花青素合成相关酶基因的表达，环境因子赤霉素、糖、茉莉酸甲酯通过调控IbMYB1启动子进而达到影响花青素合成。