重瓣性是观赏植物最重要的观赏性状之一,研究其形成的分子机理,对提高植物的观赏性具有十分重要的意义。矮牵牛作为花发育研究的模式植物并拥有着自然重瓣品种,是研究这一性状的理想材料。目前关于重瓣花形成相关机制的阐述大多集中于C类基因突变所引起的雄蕊瓣化和花分生组织终止延迟这一方面。拟南芥中,C类基因AGAMOUS (AG)和花分生组织特征基因WUSCHEL (WUS)之间的反馈调控环的打破被认为是重瓣性状形成的根本原因。我们即是在这个理论的基础上对矮牵牛重瓣的形态建成和C类基因PMADS3的互作蛋白进行了探索。主要的研究结果如下：1.矮牵牛单重瓣形态建成差异比较以实验室多年来建立起的矮牵牛单重瓣分离近等基因系为材料,我们从形态学和组织学两个方面对单瓣花和重瓣花进行了详细的比较和分析。我们发现重瓣花的株型、叶型、花序类型、花萼片数目相比单瓣花都没有任何变化,且大多数花药也能够正常成熟,但花瓣裂片数、花瓣中维管束数目、雄蕊数,心皮数以及花轮数相比单瓣花都有增加。此外,重瓣的内层花瓣为分离状,被认为应该起源于雄蕊的瓣化。结合前人的结果,我们对矮牵牛重瓣花的形成机理有以下几种假设：(a).C类基因表达水平,表达区域的改变；(b).C类基因部分互作因子或部分靶基因的突变；(c).控制花分生组织大小和花分生组织终止的其他相关基因表达模式发生了变化。2. PMADS3的转录因子特性通过PMADS3和7个CDE类蛋白的亚细胞定位分析,我们发现C类蛋白PMADS3、FBP6及E类蛋白FBP2、FBP5、FBP9、PMADS12均定位于细胞核,而D类蛋白FBP7、FBP11定位于细胞质。另外,我们对PMADS3与7个CDE类蛋白的互作进行了BiFC分析,发现PMADS3能够直接与4个E类蛋白互作,但是不能直接与FBP6、FBP7、FBP11蛋白进行互作,且PMADS3与4个E类蛋白分别形成的二聚体也被检测到只存在于细胞核中。这些结果与PMADS3被认为的MADS-box转录因子特性相符合。3. PheIF3f和PhAGO10的功能分析在实验中,我们克隆了两个新的基因PheIF3f和PhAGO10,并对这两个蛋白进行了功能域分析及亚细胞定位确定。结果表明PheIF3f蛋白属于eIF3f亚家族,可能具有翻译抑制、介导去泛素化及阻断pre-mRNA编辑等方面的功能,而它的蛋白亚细胞定位于细胞核和细胞质中,这与它被认为具有的广泛的生物学功能相符。PhAGO0则属于ARGONAUTE蛋白家族,可能具有结合小RNA并在小RNA引导下介导靶基因mRNA降解或翻译抑制等方面的功能,它的蛋白亚细胞定位于细胞质,这同样与它被预测的生物学功能相符。PhAGO10-KNAi的转基因植株表现出了顶端分生组织早期的终止,后期产生了腋生的分生组织,最后的成熟花中呈现了子房的膨大和雄蕊的瓣化,这与拟南芥中ago10突变体的部分表型非常类似,预示着这两个基因拥有着同样的分子功能。4. PMADS3可能具有转录后调控功能通过PMADS3蛋白的酵母双杂交筛库实验,我们获得了21个PMADS3互作候选基因,其中大部分的基因参与了细胞质中的生物学过程,而PheIF3f和PhAGO10就是作为PMADS3互作蛋白被鉴定出来的,它们所参与的生物学过程也大多发生在细胞质中。我们对PheIF3f和PhAGO10与PMADS3之间的蛋白互作进行了酵母双杂交和BiFC再次验证,发现PheIF3f全长和PhAGO10片段在酵母中均能与PMADS3发生互作,而它们的全长在BiFC实验中也被证明了能与PMADS3进行蛋白互作,且在细胞质中均能观测到它们的互作蛋白复合物,此外,PMADS3-KNAi转基因植株也拥有着PhAGO10-RNAi植株所具有的雄蕊瓣化和子房膨大表型,暗示了它们之间拥有着重叠的功能。所有的这些结果证明了PMADS3除了具有转录因子特性外,还可能拥有着转录后调控的功能。