棕色棉与白色棉相比,存在纤维色泽不稳定,易分解,色素沉积不规律等不足。因此,了解棕色素化学本质及合成途径,是棕色棉研究的重要基础,以期为深入探讨棕色棉色素的合成机理提供一定的理论依据。本实验以棕色棉不同时期的棉铃为研究对象（白色棉为对照）,分析棕色棉在棉纤维发育过程中其色素前体物质积累的动态变化,同时利用生物信息学手段对陆地棉PKS进行全基因组鉴定筛选,旨在为明确色素合成途径提供理论依据。主要研究结果如下:（1）棕色棉与白色棉的总花色素苷含量在棉铃发育期表现出由高变低的趋势。棕色棉总花色素苷在30 DAA之后含量急剧下降,其下降趋势明显比白色棉迅速。同时40 DAA在棕色棉与白色棉种皮与纤维中都没有发现花色素苷的存在。表明棕色棉色素的合成和积累与花色素苷含量的变化规律无关。（2）棕色棉种皮的总黄酮含量在10～15 DAA时的升高,这种变化可能与合成色素的前体物质有关。棕色棉纤维中总黄酮的含量在15～30 DAA时上升,表明在这个时间段有大量的色素物质的积累。从酚类物质在棉铃发育期的变化规律来看20～30 DAA,白色棉纤维中总酚含量升高,棕色棉总酚含量降低,其可能原因是棕色素的合成消耗了部分的色素前体物质。（3）通过对棕色棉发育期纤维离体氧化后的图片来看,置于空气中发育期的离体纤维,随着氧化时间越长,颜色越深。而白色棉纤维颜色无明显变化,维持着白色的颜色,这可能在白色棉纤维中,其酚类物质与棕色棉纤维中存在一定的差异。同时可以看到置于氧气中的发育期棕色棉纤维颜色的改变没有比置于空气中的发育期棕色棉纤维明显。而置于氮气中的发育期棕色棉纤维颜色改变的更不明显。这说明可能在棕色素的前体—缩合单宁氧化的过程中,除了与氧气接触外,还有其他因素影响了棕色素的合成。（4）不管在白色棉还是在棕色棉的种皮中其单体儿茶素成分都相同,这与棕色棉种皮与白色棉种皮颜色相同相一致。并且棕色棉纤维中的单体儿茶素与种皮中相同,只在白色棉纤维中的单体儿茶素发现差异,并且白色棉纤维中儿茶素含量的下降幅度最大。由此棕色棉与白色棉中可能存在由于各单体儿茶素含量的不同使得缩合单宁聚合体的大小及单体成分发生差异,最终导致棕色棉纤维与白色棉纤维颜色发生差异。（5）在陆地棉全基因组水平鉴定到11个PKS,并与杨树,葡萄,苹果,拟南芥中的PKS进行比较基因组分析。通过生物信息学分析发现,GhPKS5的表达模式与棕色棉纤维中缩合单宁的积累规律基本一致。同时GhPKS5主要在棕色棉纤维中主要表达,在棕色棉其他的组织部位中痕量表达。推测GhPKS5与棕色棉缩合单宁的生物合成密切相关。