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成花是大多数高等植物生活史中一个重要的由营养生长转向生殖生长的复杂的发育过程。植物成花分子机理研究已在拟南芥等模式植物上取得了巨大进展。石斛是一类重要的开花植物,具有很高的观赏价值,是兰科植物中栽培较为广泛的种类之一,花期调控是其生产中的关键技术之一。光照是影响石斛兰成花的重要因素。本文从美花石斛(Dendrobium loddigesii Rolfe)和秋石斛(Dendrobiumhybrida)中克隆了光周期调控途径中的关键基因CONSTANS-like(COL),并研究了这两个基因在光周期途诱导下的表达情况。主要研究结果如下:
1.采用RT-PCR和RACE相结合的方法,从美花石斛和秋石斛中克隆到光周期途径的关键基因COL,分别命名为DICOL(GU301089)和DhCOL(HM211083)。DlCOL全长gDNA为1082bp,其中包括一个978bp的开放阅读框,编码含有325个氨基酸的蛋白,其DNA序列包含两个外显子和一个简单的一个104bp的内含子。DhCOL全长gDNA为1079bp,包括一个98lbp的开放阅读框,编码含有326个氨基酸的蛋白,其DNA序列包含两个外显子和一个98bp的内含子。
2.D1COL和DhCOL含两个B-box锌指结构域和一个CCT结构域。氨基酸序列的同源性分析显示D1COL和DhCOL与大麦的COL,、水稻的Hd1、玉米COL、蝴蝶兰的COL、拟南芥的AtCOL1和AtCO有较高的同源性,其B-box结构域和CCT域的保守性更强。美花石斛和秋石斛的氨基酸序列同源性为92％。
3.采用同源克隆的方法,分别从美花石斛和秋石斛中得到了ACTIN基因cDNA片段,分别命名为DIACT(GU301090)和.DhACT(HM211084)。得到的DlACT和DhACTcDNA片段长度均为1059bp。
4.对美花石斛和秋石斛进行长日照和短日照的光周期诱导,采用Real TimePCR技术分析DICOL和DhCOL在不同光周期模式下的表达情况。实验结果显示美花石斛和秋石斛的COL变化规律不同,美花石斛的COL在长日和短日下的变化规律具有一致性,而秋石斛的COL在短日模式下变化规律性强,说明美花石斛和秋石斛对光周期的反应是不同的。