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SOC1是开花途径的整合因子,对此已有诸多研究,它受四条途径的调控,共同调控开花时间和开花模式。本实验前期研究中,矮牵牛SOC1-like基因FBP21和FBP22,异源转化烟草后可以使转基因烟草提前开花,经过高温处理后,FBP21单转烟草和FBP21*22双转烟草的花瓣转变为明显的绿色。通过花瓣中物质含量的测定,超微结构观测及转录组测序等分析,证明FBP21和FBP22基因不仅能调节花期,还能影响叶绿体发育及叶绿素合成,进而改变花色。在此基础上,本研究以烟草和矮牵牛为材料,进一步验证目的基因对叶绿体形成的影响,同时对目的基因在植物光合作用及抗热性方面展开研究。主要结果如下:一.SOC1类基因影响叶绿体形成的研究。1.利用western blot检测光合相关蛋白积累量。在叶片中无明显差异;在高温条件下FBP21单转烟草花瓣和FBP21*22双转烟草花瓣中都产生较多的蛋白积累,且FBP21*22双转烟草花瓣中蛋白的积累更为丰富。表明高温促进转基因烟草花瓣中光合蛋白积累,光合相关基因表达量上升,提高了光合效率。同时,对转基因烟草叶片进行超微结构观测。常温条件下FBP21*22双转烟草叶片中的叶绿体数目相比野生型烟草显著增多;形态上,常温条件下FBP21*22双转烟草叶片的叶绿体结构颜色更深,基粒结构更为清晰、紧密,高温处理后野生型烟草叶片叶绿体基质中的淀粉粒体积远大于FBP21*22双转烟草。也对在常温及高温条件下的野生型烟草、FBP21*22双转烟草的叶片进行转录组分析,发现常温条件下FBP21*22双转烟草在蛋白合成、转运,光合作用等相关基因表达量方面较对照显著增强。2.观测对照GFP烟草和FBP21转GFP烟草的叶绿体形态及数目变化。叶片中没有发现明显差异;而经过高温处理后,FBP21转GFP烟草的绿色花瓣中出现了强烈的叶绿体荧光信号,产生了大量圆球状的结构,推测为未发育完全的叶绿体。同时,利用活体成像系统观察叶片荧光信号,发现高温处理后FBP21转GFP烟草叶片的荧光信号强度最为强烈。3.FBP21基因同源转化矮牵牛获得阳性植株,进行温度处理。发现FBP21转基因矮牵牛并没有如烟草花瓣表型明显,只有一株花瓣有部分变绿。二.SOC1类基因在烟草不同时期的耐热性研究。高温胁迫下,与野生型烟草相比,转基因烟草幼苗和成苗会产生更多的可溶性蛋白和可溶性糖,也有较高的最大光化学效率。因此,过表达FBP21能够增强转基因烟草在不同时期的高温抗性。综上所述,FBP21基因过表达,促进了烟草花瓣和叶片中叶绿体形成及光合作用,也增强了转基因烟草的耐热性。同时,也需对FBP21转基因矮牵牛进行更深入研究。