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隐花色素(Cryptochrome)是植物的蓝光受体,它介导蓝光调节植物光形态建成,如抑制下胚轴生长、促进子叶伸展、去黄化、控制植物叶片气孔的张开及关闭以及在植物中调控植物开花。目前发现的隐花色素有三个:CRY1、CRY2、CRY3。通过突变体的方式寻找隐花色素调控的下游基因,从而进一步阐明隐花色素的调控网络是目前该领域的研究热点。
SCC17-D突变体,是以隐花色素基因CRY1 CRY2晚花双突体为背景,经激活标签转入而得到的早花突变体。这个突变体的表现型说明SCC17-D是CRY1 CRY2的增强子,因此为研究隐花色素在调控植物开花方面的功能提供了很好的材料。通过研究SCC17-D突变体早花的原因很可能找到隐花色素下游的调控基因。
COL16是CONSTANS(CO)家族的成员之一,CO是光周期开花途径当中的关键基因。前期研究表明,COL16在SCC17-D的表达水平比晚花双突体高,所以猜测SCC17-D早花突变体的早花表型可能与COL16相关。本研究以SCC17-D早花突变体为材料,以COL16为目标基因,并克隆了T-DNA激活标签附近的其他基因;通过RNAi技术,研究这些基因的表达水平与突变体表型的关系。
拟南芥是双子叶模式植物,用于研究单子叶植物有一定的局限性,因此需要一种新的禾本科模式植物来研究单子叶植物。短柄草具有有模式植物所具备的的特点:个体小、基因组小、生活周期短、培养条件简单、转化方法易行等,BD21是短柄草的一种。通过对BD21形态学的观察研究,将为其作为新的模式植物提供重要的参考依据。
本实验主要结果如下:
1.检测了T-DNA激活标签附近的基因表达水平的变化。
2.克隆了T-DNA激活标签附近的COL16以及其他6个基因。
3.将克隆到的基因构建了过表达载体,转化拟南芥。
4.构建了RNAi载体,用于探讨COL16、COL6、COL7和COL8之间的关系以及与植物开花的关系。
5.通过过表达转基因植株表型分析和RNAi转基因植株表型分析,表明SCC17-D的表型不是由单独某一个基因的过表达而引起的。
6.PFT(Phytochrome and Flowreing Time 1)与FT(Flowering Time locus T)在SCC17-D早花突变体中表达水平上升。 7.BD21是长日植物,对光周期敏感,并可以从叶片数上反映出来;种植方便,生长周期短,28天左右抽穗。植株生长至第7天,圆形生长点开始伸长并且小穗原基开始发生。