蔗糖诱导CmFTL2调控夏菊开花的分子机理研究

摘要

菊花（Chrysanthemum morifolium）是我国十大传统名花和世界四大切花之一，无论是在园林观赏，还是在食用、茶用方面均具有很高的应用价值，尤其在鲜切花市场中占有很大的比重，仅次于月季。菊花按照自然条件下开花的季节不同分为夏菊、秋菊和寒菊。目前市场上应用广泛的菊花大部分属于秋菊，其自然花期受到光周期的严格控制，只能在短日照条件下开花，严重影响了菊花的周年供应。夏菊‘优香’由于自然花期比秋菊要早，且花大而色纯而受到市场的广泛欢迎。FT基因又被称为“开花素”基因，是植物体内各种控花路径的整合因子，已知菊花中具有3个FT基因分别为CmFT-like1(CmFTL1)和CmFT-like3(CmFTL3)均具有开花功能，而CmFT-like2(CmFTL2)功能未知。 蔗糖是植物光合作用的主要产物之一，也是植物体内能量运输的主要形式;近年来的研究发现蔗糖不仅作为植物体的供能物质，还是植物体内重要的信号分子，参与调控了多种生物学进程。 本研究以夏菊‘优香’为材料，以蔗糖对‘优香’花期的影响为研究方向，通过转录组测序，并探究了受蔗糖诱导显著的CmFTL2在花期调控过程中的作用，试图从分子水平上探究蔗糖与CmFTL2参与调控菊花花期的分子机理。本文主要内容与结论如下: 1、外源蔗糖处理导致‘优香’在模拟长日照下花期提前，采用第二代高通量测序技术对其叶片样品进行了转录组测序，结果表明在长日照下，外源蔗糖通过影响海藻糖路径、光周期路径以及年龄路径的相关基因的表达而最终导致‘优香’的早花表型。 2、用50mM的蔗糖对‘优香’分长、短日照进行处理后发现，CmFTL2均受到蔗糖的显著诱导，CmFTL3虽然在长、短日照下也同样受到蔗糖的诱导，但诱导效果比CmFTL2较弱;而蔗糖在模拟长日照下抑制CmFTL1的表达，短日照下则有较弱的诱导作用。说明蔗糖参与了对CmFTLs的表达调控。 3、运用qRT-PCR技术，对‘优香’叶片中的CmFTLs分长、短日照进行节律表达模式分析，实验结果发现3个CmFTLs均是在暗期表达量较高;CmFTL1在长日照下的表达量远高于短日照下的表达量;长日照条件下，CmFTL2的表达量在暗期处于持续升高的状态，表达量峰值出现在临明前;短日照时CmFTL2的表达量在暗期呈现先上升后下降的趋势，峰值出现在暗期的中点。长短日照下CmFTL3的表达量峰值均是出现在暗期的中点。 4、将CmFTL2超表达载体转化拟南芥及‘优香’，发现CmFTL2超表达株系的拟南芥出现早花表型，证明CmFTL2具有促进开花的作用;获得了菊花转基因株系。

目录

声明

摘要

缩略词表

引言

第一章文献综述

1．2 FT基因的开花功能

1．3 FT及其同源基因的其他功能

2植物体内蔗糖的代谢以及蔗糖信号的调控作用

2．1蔗糖的代谢

2．2植物体内蔗糖信号的调控作用

3菊花开花分子机理的研究进展

4问题与展望

第二章蔗糖处理促进夏菊‘优香’成花的转录组分析

1材料与方法

1．1植物材料与试剂设备

1．2植物材料的处理及取样方法

1．3 RNA提取、测序及数据处理

1．4实时荧光定量PCR的验证

2结果与分析

2．1 外源处理花期记录结果

2．2测序产量与序列的拼接结果

2．3基因功能的注释与分类

2．4转录因子

2．5表达差异基因的分析结果

3讨论

第三章蔗糖诱导CmFTL2调控‘优香’开花

1材料与方法

1．1植物材料、载体和菌株

1．2仪器与设备

1．3植物材料的处理及取样方法

1．4表达载体的构建

1．5拟南芥的遗传转化与筛选鉴定

1．6菊花‘优香’的遗传转化

2结果与分析

2．1 不同光周期下CmFTLs的表达模式

2．2 CmFTLs对外源蔗糖的响应模式

2．3转基因拟南芥的获得

2．4拟南芥开花表型的观察

2．4转基因菊花的获得

3讨论

全文结论

创新点

参考文献

附录

攻读学位期间发表论文与申请专利

致谢