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苦荞(Fagopyrum tataricum)为蓼科荞麦属双子叶禾谷类作物。苦荞作为一种药食两用作物,其最重要的生物活性成分为黄酮,以芦丁为代表的黄酮醇是其主要储存形式。然而,在遭受冷和紫外等胁迫时,另外一类黄酮花青素的合成则对苦荞逆境生理的稳定具有重要作用。植物花青素的生物合成在转录水平主要受到R2R3-MYB、bHLH和WD40等转录因子蛋白单独或者形成三元复合物的调控,其中转录因子WD40更多的是提供平台促进转录因子MYB和bHLH的互作。本研究以“西荞2号”苦荞为材料,克隆花青素调控相关转录因子FtWD40的cDNA序列,并鉴定其转录激活活性；分析花青素和FtWD40基因表达在苦荞中的组织特异性及其相关性,也分析了在苦荞逆境胁迫条件下二者变化趋势间的相关性；进一步通过转基因技术鉴定FtWD40过表达对烟草花青素合成的影响。本研究可望明确苦荞转录因子FtWD40对在花青素合成途径中的主要效应基因,加深对苦荞逆境胁迫中花青素合成调控分子机制的认识。主要取得以下研究结果：1、采用同源克隆法和RACE技术,获得1条苦荞WD40基因,命名为FtWD40。 FtWD40 ORF框为1035 bp,编码344个氨基酸残基,相对分子质量65.9 KDa;聚类分析结果显示,FtWD40和参与花青素代谢调控的AtTTGl和VvWD等聚为一簇。对花期苦荞根、茎、叶和花中的花青素含量,以及FtWD40基因表达的测定表明,花青素含量和FtWD40的基因表达量都具有相同的组织特异,均为花>根>叶>茎,二者相关性系数为r=0.875(P<0.05)。在冷胁迫和UV-B胁迫下,芽期苦荞花青素含量与FtWD40基因表达量的相关系数分别为r=0.785(P<0.05)和r=0.891(P<0.05)。以上结果表明,FtWD40可能参与了苦荞花青素合成的调控。2、构建pBridge-FtWD40真核表达载体,转化酵母AH109,经SD/-Trp/-His双缺培养筛选获得阳性转化子。经酵母单杂交系统中的β-半乳糖苷酶活性滤纸分析,结果表明FtWD40蛋白具有转录激活活性。3、构建pECMBIA1301-FtWD40植物表达载体,采用农杆菌侵染法转化烟草愈伤组织,进而对筛选获得的阳性转基因烟草中花青素含量及花青素合成途径中的NtPAL、NtCHS、NtANS、NtDFR、NtFLS和NtF3’H等基因的表达量进行了测定分析。FtWD40转基因烟草T-1、T-2和T-3株系中的花青素含量分别提高为对照平均的3.45倍、2.81倍和3.24倍(P<0.01)。同时,qRT-PCR结果显示：NtPAL、NtCHS和NtF3’H的表达量没有显著变化(P>0.05),NtDFR和NtANS的表达量分别提高为对照组的1.95倍和1.56倍(P<0.01),而FLS的表达量则降低为对照的0.79倍(P<0.05)。以上结果表明,FtWD40具有增强转基因烟草花青素合成的作用。