【摘 要】
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植物生长发育过程中,开花是一个非常重要的阶段,并受到一系列内外因素的调控。某些植物必须经历一段时间的持续低温才能由营养生长阶段转入生殖阶段生长从而开花的现象,称之为春化作用。其分子机制为持续低温处理可以降低或者沉默开花抑制因子的表达,从而解除了对开花的抑制作用。FLC（FLOWERING LOCUS C）是决定拟南芥开花时间的关键基因之一,编码一种重要的开花抑制因子,抑制下游“成花素”基因FT（F
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植物生长发育过程中,开花是一个非常重要的阶段,并受到一系列内外因素的调控。某些植物必须经历一段时间的持续低温才能由营养生长阶段转入生殖阶段生长从而开花的现象,称之为春化作用。其分子机制为持续低温处理可以降低或者沉默开花抑制因子的表达,从而解除了对开花的抑制作用。FLC（FLOWERING LOCUS C）是决定拟南芥开花时间的关键基因之一,编码一种重要的开花抑制因子,抑制下游“成花素”基因FT（FLOWERING LOCUS T）及其他基因的表达,其本身受春化抑制。甘蓝型油菜是我国重要的油料作物之一,根据对春化时间的需求不同,分为春性、冬性和半冬性三种生态型。甘蓝型油菜中已发现9个FLC的同源基因,且QTL定位分析发现Bna A10.FLC可能是决定油菜春化时间和开花期的一个关键基因。本研究旨在通过对不同单倍型表达模式的分析揭示不同的等位变异对Bna A10.FLC功能的影响,从而明确其在甘蓝型油菜开花决定中的关键作用。主要结果如下:1、通过对Bna A10.FLC基因序列进行比较,发现冬性甘蓝型油菜Darmor-bzh中Bna A10.FLC基因启动子有MITE转座子插入（命名为单倍型I）,半冬性甘蓝型油菜中双11中Bna A10.FLC基因启动子有4.2kb的DNA转座子插入（命名为单倍型II）,而在春性甘蓝型油菜Westar中Bna A10.FLC基因的第一个外显子中有7.6kb的反转录转座子插入（命名为单倍型III）。进一步分析发现,这三种单倍型在甘蓝型油菜中普遍存在,且单倍型I特异存在于冬性甘蓝型油菜中。2、通过对田间春性甘蓝型油菜Westar、半冬性甘蓝型油菜中双11和冬性甘蓝型油菜Tapidor的不同发育时期叶片进行表达模式分析,发现随着气温越来越低,Tapidor和中双11的Bna A10.FLC表达量逐渐降低,但春性甘蓝型油菜Westar中Bna A10.FLC一直不表达。3、亚细胞定位分析发现Bna A10.FLC蛋白定位于细胞核,我们由此推测Bna A10.FLC与拟南芥FLC一样,也是一个转录因子。4、通过Bna A10.FLC近等基因系的构建,在春性甘蓝型油菜种植环境中,我们发现含有Tapidor Bna A10.FLC基因的BC3F1代株系与轮回亲本Westar相比推迟开花5～15天。通过转基因验证发现在武汉田间,以Westar为受体,转Tapidor Bna A10.FLC基因的三个独立的T1代株系的开花期比阴性对照植株要晚开花30天左右,同时T1代株系中Bna A10.FLC基因表达量也是显著高于阴性对照植株的。5、通过mini35S::GUS载体验证发现MITE结构有增强子的功能,且有增强功能的部位是MITE中部富含AT的片段。利用双荧光报告系统也证明MITE转座子能够增强Bna A10.FLC启动子的活性。将含有MITE结构的Bna A10.FLC基因和不含MITE结构的Bna A10.FLC基因载体转化拟南芥,发现MITE结构能增强Bna A10.FLC基因的表达,进而导致野生型拟南芥晚开花。
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