油菜作为我国重要的油料作物,是食用油和饲料蛋白的重要来源,怎样提高油菜籽产量及含油量一直都是油菜育种的研究重点。尽管植物贮藏物质合成的主要途径已经被研究得比较清楚,但是该途径受到外界环境和内部因素调控的分子机理不太明晰,因此从基因表达调控的角度来探索植物贮藏物质合成途径的调控机制的研究就显得很有必要。本论文分析了43个拟南芥贮藏物质合成相关基因的启动子序列,检测了油菜的主要种子转录因子和贮藏物质合成相关基因的表达特性,研究了外源赤霉素(GA)和脱落酸(ABA)对油菜籽贮藏物质积累的影响及其相关基因表达的影响,筛选到了可能响应脱落酸或赤霉素并调控贮藏物质合成的bZIP转录因子。论文的具体研究结果如下：(1)系统分析了35个油脂合成关键酶基因和8个贮藏蛋白的编码基因的启动子序列,发现共有246种顺式元件出现在上述序列中,其中出现频率大于70%的顺式元件共有67种。其中,与脱落酸、赤霉素等植物激素信号途径相关的顺式元件有15种,与胁迫相关的有14种,与光调节相关的顺式元件有12种,与糖代谢相关的顺式元件5种。以上分析结果暗示,植物油脂及贮藏蛋白的合成除受环境因素的影响外,还受到了植物内源激素的调控。(2)采用半定量RT-PCR分析了20个贮藏物质相关基因和6个主要种子转录因子基因在甘蓝型油菜不同组织器官中的表达情况,发现在果荚中有大量表达的贮藏物质相关基因(16/20)最多,在叶片、花蕾和花朵中有表达的次之(12/20),在茎和根中有表达较少(3/20)。而6个主要种子转录因子基因都集中在果荚中大量表达。随后,采用荧光实时定量PCR (Q-PCR)进一步分析了上述基因在果荚各发育时期的表达量,发现转录因子LEC1、LEC2和WRI以及多数的贮藏物质相关基因(15/20)的表达量呈现先升高,随后下降,至25 DAF (Days After Flowering)达到的最低,然后再升高的模式;转录因子FUS3、ABI3和ABI5的表达量则随油菜果荚发育而持续增加到后期;贮藏蛋白基因Napin和Cruciferin在20 DAF时才有明显表达,之后分别在25 DAF和30 DAF出现表达高峰。同时,检测了不同成熟时期油菜籽的总蛋白和粗脂肪含量,发现蛋白与油脂都随着种子的成熟而持续增加,但二者在25DAF后的增加速度发生了对调。以上结果表明,25DAF是油菜籽发育的一个关键转折点,其可能的原因是由于主要种子转录因子在25DAF前后的表达变化引起了贮藏物质合成相关基因的表达变化,从而导致了油菜籽总蛋白和粗脂肪含量变化。(3)采用100 mM赤霉素GA3在油菜籽成熟前(15 DAF)、中(25 DAF)、后(35 DAF)期分别处理甘蓝型油菜W6的果荚,发现3个时期的处理均能增加油菜籽的总糖含量和硫苷含量,而对油菜籽的含油量影响不明显。同时发现,前期和中期GA3处理都能降低总蛋白含量,但后期处理则提高其含量,而油菜籽重量基本不受前期GA3处理的影响,却在中期和后期GA3处理后降低。另外,通过对油脂合成相关基因转录水平的检测发现,油脂合成限速酶基因DGAT的表达量在前期处理中增加了1倍以上,而在中期和后期处理中则没有明显变化,该结果与油菜籽含油量的变化一致。以上结果说明,在油菜籽成熟期间施用赤霉素对油菜籽产量、品质及含油量都可能会造成不利影响。(4)采用10μM的脱落酸在油菜籽成熟的前、中、后期分别处理甘蓝型油菜W6和湘杂油3号的果荚,发现3个时期的处理都能够增加油菜籽的重量和含油量,降低菜籽油中超长链脂肪酸含量。而对油菜籽的粗蛋白、总糖及硫苷含量的影响则两个品种中存在不同。另外,通过对油脂合成相关基因转录水平的检测发现,脱落酸处理能够长期地(5天或更长)促进基因DGAT的表达量增加,其表达量变化与油菜籽含油量变化一致。该研究结果表明,在油菜籽成熟期间进行脱落酸处理不但能显著增加油菜籽产量及含油量还能改善菜籽油的品质,对实际生产具有相当重要的指导意义。(5)通过基因芯片数据分析和Q-PCR鉴定,筛选得到了在种子中大量表达并可能响应脱落酸或赤霉素的3个功能未知的BnbZIP基因,并分别将其过量表达于拟南芥中。随后对转基因拟南芥的表型分析发现,BnbZIP12过量表达株系的生长受到抑制,BnbZIP43过量表达株系的结实率显著降低,而BnbZIP66过量表达株系的种子重量增加且贮藏物质比例改变明显。据此我们推测bZIP12参与了植物营养生长的调控,bZIP43参与了配子产生或受精过程的调控,bZIP66则参与了种子贮藏物质合成的调控。综上所述,本研究为油菜的育种研究和实际生产提供了有益参考,也为探索种子贮藏物质合成表达调控的分子机理与相关转录因子的作用提供了进一步研究的方向,具一定的理论和现实价值。