论文摘要
成花机理已成为植物发育生物学的研究热点之一。LFY基因及其同源基因处于成花调控网络的关键位置,不仅调控花时和花转变,而且和其他的开花基因一起对花序和花发育的各个阶段都起重要作用。CFL是从黄瓜中克隆得到的LFY同源基因,本研究运用基因工程原理和技术,将CFL基因异源导入大岩桐,研究分析其对花发育的影响,为调控和改良名贵花卉和重要的粮食作物的开花时间提供实验依据。同时,在大岩桐内研究CFL基因的功能以及MADS-box基因表达和激素之间的关系,为进一步深入研究高等植物花发育的分子机理打下基础。本研究获得以下结果:1.克隆CFL基因,分别构建组成型表达载体pBI121,pCAMBIA13011和诱导型表达载体pER8质粒。建立和优化了农杆菌介导以及结合超声波遗传转化大岩桐的方法,并通过瞬时GUS检测,比较了不同转基因方法的转化效率。其中以用超声波处理10s的方法的转化效率最高。2.以超声波处理10s的方法,将CFL基因转入大岩桐中,经过southern blot,RT-PCR等分子检测,证明获得大量的过量表达CFL基因的转基因大岩桐植株;观察统计和比较分析它们的表型变化和开花时间,结果表明CFL基因和LEAFY基因在功能上是同源的。转基因材料比野生型明显提早开花时间26～32天。3.分析比较了转基因系和野生型之间激素和糖对促进大岩桐萼片成花的影响。不同激素、不同浓度对萼片成花和花蕾发育的结果表明在野生型中,赤霉素促进了体外花蕾发育和萼片诱导成花,而ABA和高浓度的糖却抑制成花,但在转基因系中却影响不大。并以此为基础,探讨开花和激素调控之间的关系。4.为了进一步地深入分析开花和激素调控现象以及CFL基因的作用机理,实验参照拟南芥中受LEAFY直接调控的下游基因AP1,AP3,AG,合成兼并引物,克隆了大岩桐中的同源基因片段SsAP1-1,SsAP3-1,SsAG-1,序列比对证明它们确实是ABC功能基因。并通过表达分析,表明大岩桐中超表达CFL导致了下游基因SsAP1-1,SsAP3-1,SsAG-1表达的改变。5.分析比较了转基因系和野生型之间在激素和糖等处理对大岩桐中的同源基因SsAP1-1,SsAP3-1,SsAG-1表达的影响。结果表明赤霉素、ABA以及糖改变了MADS-box基因的表达,说明它们在花发育中所起的作用至少部分程度上是依赖于LFY基因和MADS-box基因的表达。而IAA虽然延迟了花蕾发育,但对花芽再生频率和MADS-box基因的表达都没影响,认为IAA的作用可能跟LFY基因和MADS-box基因没有直接的联系。