论文摘要
花发育不仅是植物发育生物学领域研究的前沿热点,而且是作物产量和品质形成的发育生物学基础。ABCDE模型已经被作为解释花器官发育决定分子机制的普遍原理。AGL6和AGL13是属于MADS盒基因MIKC家族,AP1/AGL9组的一对遗传冗余基因,为SEP类的姐妹群。已有研究表明AGL6和AGL13具有调节开花时间功能,并控制花器官发育,但ABC（DE）模型和其他开花模型都不包含它们。由于没有适宜的突变体,拟南芥AGL6和AGL13的功能和相关机理也没有充分阐述。对AGL6和AGL13的研究,在花发育机理、植物系统进化等方面具有重要的理论价值,帮助或指导植物育种工作。本文主要通过构建AGL6和AGL13的超表达或反义表达载体,获得了35S::AGL6超表达植株和具有AGL6和AGL13双突变体表型的反义转化杂交。通过对遗传转化进行了植株形态、表达差异筛选分析。研究结果为了解AGL6和AGL13在花发育中的功能提供了表型证据,并为进一步的分子机理研究提供新的资料。主要研究结果如下:第一,AGL6超表达植株幼叶呈现为心皮状。AGL6单独超表达可以使得叶片转化为心皮状,类似于AG和SEP转化共同异位表达植株中才观察到这类心皮状叶,说明AGL6更倾向于促进心皮发育。第二,AGL6和AGL13参与花分生组织特性决定。AGL6和AGL13反义转化杂交植株在花的位置发生出2至3朵花,AGL6和AGL13参与了花分生组织特性决定。并且在叶片中可激活具有花分生组织特征基因功能的AP1、SEP2和SEP3。第三,AGL6和AGL13参与了四轮花器官特性决定。AGL6和AGL13反义转化杂交植株第1-4轮花器官发生数量减少或缺失,并且出现花器官融合花器官之间同源转化,支持AGL6和AGL13具有花器官发育特性决定的功能。第四,AGL6和AGL13在器官形态塑造和包括花器官和苞叶的在内的器官发生位置决定中具有其功能。这是其他花器官特征基因所不具有的。AGL6和AGL13反义转化杂交植株出现苞叶-花序轴、花梗-花序轴、花萼间合生现象;苞叶和花器官也常出现发生位置异常。第五, AGL6在叶片中可激活AP1、AP3、PI、SEP2、SEP3花器官特性决定基因,以及胚珠原基特征基因SHP1、SHP2和STK。这为进一步研究AGL6转录控制分子途径,提供线索。由于AGL6和AGL13在营养器官又在花器官原基远轴端一侧表达,这显著区别于其它花器官特征基因。为进一步研究它们的表达特性,构建出AGL13启动子驱动的绿色荧光蛋白基因GFP的荧光标记载体。