万寿菊（Tagetes erecta）为菊科万寿菊属一年生花卉，因其花大色艳、花期长等特点，是园林中常用的观赏植物。此外，万寿菊花瓣中富含类胡萝卜素，其中叶黄素约占类胡萝卜素总量的90%。近年来，万寿菊已成为提取天然叶黄素的重要植物来源。因此探究万寿菊花瓣类胡萝卜素积累的转录调控机制，对培育高含量叶黄素的万寿菊品种及改良万寿菊花色具有重要意义。本研究鉴定了一个MADS-box转录因子TeAGL6，并对其进行了系统的分子与功能解析。通过序列比对与亚细胞定位分析，明确了TeAGL6的分子特性；利用qRT-PCR技术检测TeAGL6的表达模式；结合遗传转化与色素含量测定，解析了TeAGL6的生物学功能；进一步通过转录组测序、酵母单杂交、双荧光素酶报告系统及EMSA实验，阐明了TeAGL6调控万寿菊花瓣类胡萝卜素和叶绿素代谢的转录调控机制。主要研究结果如下：

1、TeAGL6基因的克隆、分子特性与表达模式分析：本研究从万寿菊中成功克隆了TeAGL6基因。进化树和蛋白结构分析表明，TeAGL6属于MADS-box转录因子AGAMOUS-Like 6亚家族。亚细胞定位结果显示，TeAGL6是一个核定位蛋白。qRT-PCR结果表明，TeAGL6主要在花中高表达，且表达量随着花蕾的增大呈现上升趋势。在不同花色的万寿菊中，TeAGL6基因在桔红色万寿菊GH中的表达水平高于浅黄色万寿菊9906，尤其在S3和S4时期差异显著。

2、TeAGL6基因的功能验证：构建了过表达载体P2300-TeAGL6和干涉载体V139-TeAGL6，通过农杆菌介导的遗传转化方法成功获得万寿菊转基因株系，对其基因功能进行了验证。qRT-PCR分析结果显示，TeAGL6的表达水平在过表达转基因株系和干涉转基因株系中分别出现不同程度的上调和下降。表型观测结果表明，过表达TeAGL6的转基因株系花瓣呈现较深的黄色，而干涉TeAGL6的转基因株系花瓣偏绿色。色素代谢测定结果表明，TeAGL6过表达转基因万寿菊花瓣中总类胡萝卜素、番茄红素、α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、玉米黄质和叶黄素的含量显著上升，而总叶绿素含量显著下降；相反在TeAGL6干涉转基因万寿菊花瓣中总类胡萝卜素、番茄红素、β-胡萝卜素、花药黄质、玉米黄质、紫黄质、新黄质和叶黄素的含量显著降低，而总叶绿素含量显著升高。以上结果表明，TeAGL6基因通过协同调控叶绿素和类胡萝卜素的积累来调控万寿菊的花色。

3、TeAGL6调控万寿菊花瓣类胡萝卜素和叶绿素代谢的转录调控机制分析：基于对V139-TeAGL6转基因花瓣RNA-seq差异表达基因分析和qRT-PCR验证，初步筛选出可能受转录因子TeAGL6调控的类胡萝卜素和叶绿素代谢相关的靶基因TeNCED1、TeNYC1和TePAO。酵母单杂交、双荧光素酶和EMSA实验结果表明，TeAGL6能够直接识别并结合于TeNCED1、TeNYC1和TePAO的启动子，且对这三个基因的表达均起正调控作用。以上结果表明，TeAGL6主要通过调控类胡萝卜素和叶绿素代谢相关基因的表达来调控万寿菊的花色形成。

综上，本研究明确了TeAGL6基因的生物学功能，及其调控万寿菊花瓣类胡萝卜素和叶绿素代谢的转录调控分子机制。研究结果为培育高叶黄素含量的万寿菊品种和改良万寿菊花色提供了理论基础和技术支持，同时也丰富了万寿菊类胡萝卜素的转录调控网络。

万寿菊（Tagetes erecta）为菊科万寿菊属一年生花卉，因其花大色艳、花期长等特点，是园林中常用的观赏植物。此外，万寿菊花瓣中富含类胡萝卜素，其中叶黄素约占类胡萝卜素总量的90%。近年来，万寿菊已成为提取天然叶黄素的重要植物来源。因此探究万寿菊花瓣类胡萝卜素积累的转录调控机制，对培育高含量叶黄素的万寿菊品种及改良万寿菊花色具有重要意义。本研究鉴定了一个MADS-box转录因子TeAGL6，并对其进行了系统的分子与功能解析。通过序列比对与亚细胞定位分析，明确了TeAGL6的分子特性；利用qRT-PCR技术检测TeAGL6的表达模式；结合遗传转化与色素含量测定，解析了TeAGL6的生物学功能；进一步通过转录组测序、酵母单杂交、双荧光素酶报告系统及EMSA实验，阐明了TeAGL6调控万寿菊花瓣类胡萝卜素和叶绿素代谢的转录调控机制。主要研究结果如下：

1、TeAGL6基因的克隆、分子特性与表达模式分析：本研究从万寿菊中成功克隆了TeAGL6基因。进化树和蛋白结构分析表明，TeAGL6属于MADS-box转录因子AGAMOUS-Like 6亚家族。亚细胞定位结果显示，TeAGL6是一个核定位蛋白。qRT-PCR结果表明，TeAGL6主要在花中高表达，且表达量随着花蕾的增大呈现上升趋势。在不同花色的万寿菊中，TeAGL6基因在桔红色万寿菊GH中的表达水平高于浅黄色万寿菊9906，尤其在S3和S4时期差异显著。

2、TeAGL6基因的功能验证：构建了过表达载体P2300-TeAGL6和干涉载体V139-TeAGL6，通过农杆菌介导的遗传转化方法成功获得万寿菊转基因株系，对其基因功能进行了验证。qRT-PCR分析结果显示，TeAGL6的表达水平在过表达转基因株系和干涉转基因株系中分别出现不同程度的上调和下降。表型观测结果表明，过表达TeAGL6的转基因株系花瓣呈现较深的黄色，而干涉TeAGL6的转基因株系花瓣偏绿色。色素代谢测定结果表明，TeAGL6过表达转基因万寿菊花瓣中总类胡萝卜素、番茄红素、α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、玉米黄质和叶黄素的含量显著上升，而总叶绿素含量显著下降；相反在TeAGL6干涉转基因万寿菊花瓣中总类胡萝卜素、番茄红素、β-胡萝卜素、花药黄质、玉米黄质、紫黄质、新黄质和叶黄素的含量显著降低，而总叶绿素含量显著升高。以上结果表明，TeAGL6基因通过协同调控叶绿素和类胡萝卜素的积累来调控万寿菊的花色。

3、TeAGL6调控万寿菊花瓣类胡萝卜素和叶绿素代谢的转录调控机制分析：基于对V139-TeAGL6转基因花瓣RNA-seq差异表达基因分析和qRT-PCR验证，初步筛选出可能受转录因子TeAGL6调控的类胡萝卜素和叶绿素代谢相关的靶基因TeNCED1、TeNYC1和TePAO。酵母单杂交、双荧光素酶和EMSA实验结果表明，TeAGL6能够直接识别并结合于TeNCED1、TeNYC1和TePAO的启动子，且对这三个基因的表达均起正调控作用。以上结果表明，TeAGL6主要通过调控类胡萝卜素和叶绿素代谢相关基因的表达来调控万寿菊的花色形成。

综上，本研究明确了TeAGL6基因的生物学功能，及其调控万寿菊花瓣类胡萝卜素和叶绿素代谢的转录调控分子机制。研究结果为培育高叶黄素含量的万寿菊品种和改良万寿菊花色提供了理论基础和技术支持，同时也丰富了万寿菊类胡萝卜素的转录调控网络。