【摘 要】
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本研究依据模式植物拟南芥和水稻miR156/157和SPLs家族成员的研究成果,对矮牵牛miR156/157和SPLs家族成员进行系统地鉴定,同时对其时空表达模式、基因功能和进化进行了较为系统地研究,为深入解析矮牵牛花发育的分子机理奠定了良好的基础,为miR156/157和SPLs的功能和进化研究增添了新的认识,并为植物花器官大小的调控提供了新的途径,同时为通过基因工程技术改良矮牵牛株型和花期等问
【基金项目】
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国家自然科学基金（31471914;31772345）； 教育部创新团队发展计划（IRT13065）；
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本研究依据模式植物拟南芥和水稻miR156/157和SPLs家族成员的研究成果,对矮牵牛miR156/157和SPLs家族成员进行系统地鉴定,同时对其时空表达模式、基因功能和进化进行了较为系统地研究,为深入解析矮牵牛花发育的分子机理奠定了良好的基础,为miR156/157和SPLs的功能和进化研究增添了新的认识,并为植物花器官大小的调控提供了新的途径,同时为通过基因工程技术改良矮牵牛株型和花期等问题提供了理论依据。主要研究结果如下:1.在Petunia axillaris和P.inflata（=P.integrifolia subsp.inflata）基因组中,均鉴定了11个MIR0156和5个MIR0157能形成完美发卡结构的前体。q RT-PCR表明miR156/157主要在矮牵牛幼嫩组织中表达;在顶芽和叶片中,矮牵牛miR156/157的表达量随着发育时间逐渐降低,并在植株成花转化后,其表达量急剧下降。2.Ph MIR0157a前体超量表达矮牵牛和拟南芥后,不仅延迟开花,还影响器官的发育;而Ph MIR0156f前体超量表达矮牵牛和拟南芥后,仅延迟开花。而当miR156/157干涉（STTM156/157）转化矮牵牛后,促进开花,同时影响矮牵牛的株型。3.根据矮牵牛基因组和转录组Transcriptome Shotgun Assembly（TSA）以及NCBI数据库中的数据,在P.axillaris、P.inflata、P.integrifolia和P.exserta中分别鉴定出21、21、19、19个SPLs家族基因,并在W115中克隆获得21个SPLs家族基因,命名为Ph SPLs。经过序列比对,推测矮牵牛中可能存在14个Ph SPLs为miR156/157特有的靶基因;同时矮牵牛中大部分Ph SPLs基因可能起源于P.axillaris。4.矮牵牛大部分Ph SPLs基因主要在腋芽和花序中表达,同时这些Ph SPLs的时间表达模式与矮牵牛miR156/157的时间表达模式呈负相关。5.Ph SPL2和Ph SPL2（m）超量表达矮牵牛和拟南芥后,均促进开花,且Ph SPL2（m）超量表达的矮牵牛和拟南芥后开花所需的时间更少,同时影响拟南芥的结实率。amiRNA-Ph SPL2转化矮牵牛后,延迟开花,还影响矮牵牛的株型。6.Ph SPL9a,Ph SPL9b超量表达矮牵牛和拟南芥后,均促进开花,且Ph SPL9a影响拟南芥的花序形态。同时,Ph SPL9a（m）,Ph SPL9b（m）超量表达拟南芥后,植株开花所需的时间更少。而amiRNA-Ph SPL9a超量表达矮牵牛后,延迟开花,还影响矮牵牛的株型。7.Ph SPL9c和Ph SPL9c（m）3种选择性剪切体超量表达矮牵牛和拟南芥后,均促进开花。同时,Ph SPL9c-1（m）影响拟南芥花萼的发育和矮牵牛的器官大小,Ph SPL9c-2影响拟南芥的荚果形态。amiRNA-Ph SPL9c超量表达矮牵牛后,抑制开花,同时影响矮牵牛的器官大小和株型。8.构建了矮牵牛花发育酵母文库,并以Ph SPL9c为诱饵载体进行筛库,结果表明,Ph SPL9c为转录激活子,同时与矮牵牛Ph BZR1,Ph Actin7和Ph AP2B可能无直接互作关系。
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