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烟草(Nicotiana tabacum L.)是重要的叶用型经济作物,叶片生长发育直接影响其经济价值。山地烤烟种植因立体气候,海拔较高地区的烟株易在苗期经历较长时间的低温,导致烟草早花。早花与花芽的提前分化有关,烟株提前结束营养生长,使叶数、叶片质量和品质最终达不到生产上要求。在前期研究中,通过基因表达谱筛选和分析,将BR信号通路与烟草早花紧密的联系了起来。为了研究BR信号通路与烟草早花的具体联系,已用基因编辑技术得到了BR信号受体NtBRI1基因的突变体植株B-2,为后续实验提供材料。本实验在前人研究的基础上,构建了NtBRI1过表达载体,培育出了NtBRI1过表达转基因植株NtBRI1-OE,并对B-2突变体和NtBRI1-OE转基因植株进行了不同温度的处理。通过对处理前后农艺性状相关表型和基因相对表达量的观察、检测和分析,所得结论如下:(1)根据普通烟草NtBRI1基因CDS序列设计引物,成功克隆出了NtBRI1基因序列,测序后与中国烟草基因组数据库中普通烟草的NtBRI1基因一致性达到99.8%。利用克隆出的序列成功构建了pC2301M1DPB-NtBRI1过表达载体,并通过农杆菌侵染法转入植物叶片,组织培养之后经过GUS染色、PCR鉴定和除草剂Basta鉴定等方法得到了NtBRI1-OE转基因植株。(2)将6叶期NtBRI1-OE植株和WT野生型植株进行不同温度处理后,对相关性状、基因表达量进行观察和检测,结果表明:常温下NtBRI1-OE过表达植株现蕾时间比野生型植株提前了16天,出现了明显的早花现象,而其与低温处理的表型差异不大,说明植株过表达NtBRI1基因后产生了与低温处理相似的效应。基因相对表达量的检测也表明NtBRI1基因的过量表达最终使转基因植株的NtFLC和NtLFY基因与野生型产生了表达差异,这可能是导致植株现蕾期提前的关键因素。这说明BR信号通路与烟草的低温早花现象之间有密切联系。(3)对B-2基因编辑突变体植株进行了外源BR喷施实验。通过与野生型植株的对比,发现B-2突变体植株能够和野生型一样对外源BR作出迅速响应,使NtBRI1基因相对表达量发生骤增,但突变体植株不能顺利的将BR信号向下传递,导致其下游基因NtBSK3的表达量远远低于野生型植株。这证明B-2突变体中NtBRI1基因功能发生了缺失,一定程度上阻碍了BR信号通路中BR信号向下的传递。(4)将6叶期B-2基因编辑突变体植株和WT野生型植株进行不同温度处理后,对相关性状、基因表达量进行观察和检测,结果表明:处理10天结束后,B-2突变体植株生长发育速度突然增快,与野生型植株产生了显著地差异,这可能与BR对细胞分裂和细胞伸长的作用之间有密切联系,但具体分子机理有待进一步研究。现蕾期时,常温处理下两个品种现蕾时间差别不大,但低温处理下B-2突变体植株现蕾时间比野生型植株延迟5天,形成极显著差异。对基因相对表达量进行检测后,发现低温处理下B-2突变体植株与野生型相比,NtFLC基因表达量较高,而NtLFY基因表达量较低,这会对B-2植株花芽分化产生影响,最终导致花芽分化时间推迟。这说明B-2突变体植株NtBRI1基因功能的缺失导致了其现蕾时间的延迟,再次说明了BR信号通路与烟草低温早花之间联系密切。