短波长光质例如蓝光与紫外线是调节植物生长发育重要的环境因子之一。蓝光会影响植物的生长形态如:向光性、叶绿体移动、气孔张开和花青素积累。高强度的紫外线会破坏植物体内的DNA、RNA和蛋白质，而低强度的紫外线会影响植物的生长形态变化、类黄酮类的合成和防御相关基因的表达。然而紫外线调控花青素的信号传递途径至今并未被阐明。　　本论文以花青素合成光敏感型的津田芜菁（Brassica rapaTsuda’）为试材，进行了短波长光质诱导花青素合成特性的研究;CHS家族基因的克隆及短波长光质诱导下的表达特性分析;花青素合成相关R2R3类MYB因子的克隆及其他调节基因在短波长光质诱导下的表达特性分析;花青素合成关键调节因子BrPAP1和BrTT8与BrCHS1启动子区Unit1元件的相互作用分析;不同短波长光质诱导下转录组学分析。得到以下主要结果:　　1、津田芜菁在不同短波长光质诱导下花青素积累特性分析　　对蓝光、UV-A和UV-B及它们之间的复合光对津田芜菁幼苗下胚轴不同部位花青素的积累进行了分析。不同短波长光质诱导下花青素积累部位并不相同:(1)蓝光诱导花青素合成主要集中在下胚轴的上部;(2) UV-B诱导在上部和中部;(3) UV-A诱导在中下部。同时，蓝光+UV-B复合光的照射会产生增益效应，而其他光质的组合并没有这种现象。UV-A及蓝光+UV-B复合光可以诱导成熟津田芜菁膨大的肉质根表皮花青素积累。　　2、CHS家族基因的克隆及短波长光质诱导下的表达特性分析　　利用Southern杂交确认津田芜菁基因组中至少存在六个CHS基因拷贝，利用RT-PCR扩增获得BrCHS5和BrCHS6基因的全长克隆。加上本实验室前期工作中克隆获得的BrCHS1-4基因，在获得的六个CHS基因中，BrCHS1，4，5受光诱导表达，而其余三个没有光反应。BrCHS1，4，5特异地受UV-A及蓝光+UV-B复合光诱导在津田芜菁幼苗下胚轴的中下部表达，这与色素积累的部位保持一致。其中BrCHS5的表达量随光照时间延长及光照强度增加而线性积累，而BrCHS4受蓝光+UV-B诱导表达量最高。相反的，BrCHS基因在蓝光诱导下仅在下胚轴上部微弱表达。同时CHS与DFR基因在成熟津田芜菁中的光诱导表达特性与花青素积累特性类似。　　3、花青素合成相关R2R3类MYB因子的克隆及其他调节基因在短波长光质诱导下的表达特性分析　　利用PCR克隆获得6个可能参与花青素合成R2R3类MYB基因，实时荧光定量PCR结果表明:无论在津田芜菁幼苗还是成熟的肉质根表皮PAP1基因的表达均受光调控，且表达特性与花青素积累特性类似。同时MYB4，MYB12和MYB111基因在不同短波长光质诱导下在幼苗下胚轴不同部位表达模式具有特异性。BrTT8也受光诱导，表达量相对较低，表明其可能作为一个辅助因子参与花青素的合成。　　4、花青素合成关键调节因子BrPAP1和BrTT8与BrCHS1启动子区Unit1元件的相互作用分析　　通过PCR克隆获得BrCHS4和BrCHS5基因启动子序列，加上本实验室前期工作中克隆获得的BrCHS1基因启动子，利用生物信息学的方法分析得到BrCHS1，4，5启动子区由ACE、RRE和MRE光反应元件组成的顺式作用元件CHS-Unit1。通过酵母单杂交实验证明，津田芜菁BrPAP1、BrTT8和BrHY5因子可以与BrCHS1启动子区CHS-Unit1元件发生特异性的相互作用。　　5、不同短波长光质诱导下的转录组学分析　　利用RNA-seq技术分析了不同短波长光质处理6小时的津田芜菁转录组的变化。共获得50703个平均长度为1286.44 bp的Unigene，其中有847个受UV-A特异诱导的基因，包含花青素合成相关基因CHS、F3H和DFR等，并含有MYB、bHLH和zincfinger等转录因子和其他信号转导因子，分别参与胁迫反应、含硫氨基酸合成代谢反应、应答化学物刺激和色素的合成等过程。利用MEME软件对UV-A特异诱导基因群的启动子区进行保守元件预测分析，获得了一个可能与UV-A反应相关的顺式作用元件，但其功能还需要相关试验进一步的验证。　　以上结果表明，津田芜菁花青素合成存在三种不同的光诱导反应:UV-A反应、蓝光+ UV-B增益效应和蓝光/UV-A反应。UV-A诱导的花青素合成是不同于隐花色素或UV-B受体介导的花青素合成的新途径。