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细胞质雄性不育系是作物杂交育种的重要材料，也是研究花粉发育、细胞质遗传、核质互作以及时序性表达的理想材料。因此，对细胞质雄性不育分子机理的研究具有非常重要的意义。不结球白菜（Brassica campestris ssp.chienesis Makino）原产于中国，是我国南方普遍种植的大众化蔬菜，在蔬菜周年供应中起着举足轻重的作用。近年来，随着分子生物学技术的发展，对CMS的研究取得了较大的进展，但雄性不育的机理研究尚不清楚。故本研究以Pol胞质雄性不育系及其保持系为材料，从分子生物学方面入手，对不结球白菜Pol雄性不育系和保持系花期发育之间的差异表达基因进行了研究分析，有助于全面地了解高等植物中雄性不育发生的机理。同时，不结球白菜先期抽薹现象降低了产品的产量和质量，晚抽薹基因FLC的引入可避免该现象，但FLC对植物发育存在消极影响，因而，对抽薹和植物发育关系的研究具有重要意义。本文主要研究结果如下:
1.不结球白菜Pol胞质不育系花期抑制性消减文库的构建以不结球白菜Pol胞质雄性不育系及其保持系为材料，采用抑制性消减杂交（supperssion subtraetive hybridization，SSH）技术，构建Pol胞质雄性不育系抑制消减eDNA文库。菌落PCR检测显示，有效重组率为91％，插入片段大小主要集中在100bp到1000bp之间。斑点杂交筛选得到32个阳性克隆，序列测定和同源性比对分析表明，15个克隆功能未知，其余涉及到激素信号转导、第二信使、光合作用、脂肪酸代谢及衰老等多个方面。
2.不结球白菜BcHSP81-4基因的克隆及其在PolCMS中的表达分析从不结球白菜Pol胞质雄性不育系抑制消减cDNA文库中筛选出一条BcHSP81-4基因，经鉴定是热激蛋白家族的成员之一。从BcHSP81-4基因的氨基酸比对中，发现其与其他物种的HSP90家族具有很高的同源性。同时，本文还研究了BcHSP81-4在不同花发育时期和不同胁迫条件下的表达差异。结果表明，BcHSP81-4在35℃的热胁迫条件下，表达无显著差异，但是在盐胁迫和冷胁迫条件下，都能诱导表达。同时本文也发现BcHSP81-4基因在不育系的花蕾中高表达，因此，本研究推测BcHSP81-4基因在polCMS不育系中也可能起一定的作用。将BcHSP81-4基因片段连接到原核表达载体PGEX-4T-3，转化大肠杆菌BL21(DE3)后诱导重组蛋白的表达。经IPTG诱导后进行SDS-PAGE电泳，产生了预期大小的重组蛋白，进一步证明了该基因属于热激蛋白90家族。理化性质分析结果显示该蛋白含699个氨基酸，分子量为80.05KD，理论等电点pI值为4.95。TMpred跨膜分析结果显示，它含有1个显著的跨膜螺旋区，这个区域与ProtScale预测的疏水区基本对应。用TargetP server和WOLFPSORT server程序预测该蛋白为细胞质蛋白，二级结构以α-螺旋和随机卷曲为主。
3.不结球白菜晚抽薹基因BcFLC过表达影响拟南芥的育性和抗寒性FLC在拟南芥中对开花是一个剂量依赖型抑制因子。本实验室从不结球白菜中克隆到一条FLC相关序列，命名为BcFLC，本研究将该基因在拟南芥中组成型过表达，结果发现，BcFLC可以显著延迟抽薹时间10天左右，表明BcFLC是抑制抽薹开花的一个基因。在BcFLC过表达植株中，花期的SOC1的表达量降低，但LFY和FT的表达量显著高于对照。因此本文认为BcFLC过表达植株比对照植株需要更多剂量的LFY和FT来促进开花。同时，本文还发现过表达BcFLC的拟南芥育性受到影响，主要是由于RGA和RGL等花丝抑制因子的表达量上升和SEP3等花和胚珠发育相关基因的下调造成的。在BcFLC过表达植株中，CBF1，2,3和COR15a等抗寒相关基因的表达量上调，植株抗寒性增强，表明BcFLC的过表达激活了CBF1，2,3和COR15a抗寒基因的表达，从而提高植物的抗寒性。
4.外源硝酸盐和NaCl胁迫对拟南芥开花的调节植物开花受到内源和外源信号的双重调节。很多植物在一定的逆境胁迫下（如低硝酸盐和盐胁迫）都能提前开花，但有关这些胁迫是如何调节植物开花的机理尚不清楚。本研究发现低浓度的硝酸盐和NaCl胁迫能够增强GA生物合成酶GA1的活性，激活GA的生物合成。从而使得CO和SOC1的表达量增强，促进开花。但是硝酸盐和NaCl对开花光周期途径的影响是不同的。光周期相关基因CCA1和LHY在低浓度NaCl胁迫下受到抑制;但在低浓度硝酸盐胁迫下却没有显著变化。先前的研究表明，SOC1介导开花所有的内源途径:春化，自主开花，长日照和GA途径。因此，本文推测SOC1基因在介导植物内外源信号调节植物开花中起着重要作用。