【摘 要】
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叶是植物光合作用的主要器官,成熟的叶则由叶片和叶柄两部分组成。叶柄在物理上支撑着叶片处于最适合接受光照的位置。因此,调节叶柄的伸长对于最大限度地利用光合作用至关重要。叶的发育是一个受到遗传调控的过程,其中涉及转录因子和小分子RNA等调控,同时还受到内源激素如油菜素内酯和环境因素如温度的影响。对于叶发育分子机制的研究,无论是提高植物光合效率,培育高光合效率品种,还是提高以叶为食用器官的农作物产量,都
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叶是植物光合作用的主要器官,成熟的叶则由叶片和叶柄两部分组成。叶柄在物理上支撑着叶片处于最适合接受光照的位置。因此,调节叶柄的伸长对于最大限度地利用光合作用至关重要。叶的发育是一个受到遗传调控的过程,其中涉及转录因子和小分子RNA等调控,同时还受到内源激素如油菜素内酯和环境因素如温度的影响。对于叶发育分子机制的研究,无论是提高植物光合效率,培育高光合效率品种,还是提高以叶为食用器官的农作物产量,都具有重要意义。本研究以娃娃菜PHL为试验材料,对其成熟期的叶片和叶柄进行全转录组测序,主要研究结果分为以下三个方面:1.全转录组测序结果表明,共鉴定出了 10646个显著差异表达的mRNA（其中有8333个为叶柄中上调表达,2313个为叶柄中下调表达）、7个显著差异表达的circRNA（其中3个为叶柄中上调表达,4个为叶柄中下调表达）、303个显著差异表达的lncRNA（其中有130个为叶柄中上调表达,173个为叶柄中下调表达）、195个显著差异表达的miRNA（其中77个为叶柄中上调表达,118个为叶柄中下调表达）,并从中随机挑选了24个基因进行qRT-PCR验证,qRT-PCR结果与转录组测序结果趋势相符。此外还构建了与叶片叶柄发育相关ceRNA调控网络。2.从转录组中挑选了 4个在叶柄中优势表达的基因,分别是编码光激活的短下胚轴蛋白（ALOG 家族）基因:BraA03g031670.3C、BraA05g042610.3C、BraA02g040480.3C以及编码 bZIP 转录因子的 BraA07g027780.3C,并命名 pdr1（petiole development-related gene 1）、pdr2、pdr3以及pdr4。克隆4个基因的cDNA序列并构建了 pBWA（V）HS1-3-GLosgfp、pBWA（V）HS2-2-GLosgfp、pBWA（V）HS6-3-GLosgfp、pBWA（V）HS4-5-GLosgfp融合表达载体,进行亚细胞定位。结果表明,以上4个基因均在细胞核中表达,且信号较好。3.对pdr1、pdr2、pdr3、pdr4进行功能鉴定。将pBWA（V）HS1-3-GLosgfp、pBWA（V）HS2-2-GLosgfp、pBWA（V）HS4-5-GLosgfp、pBWA（V）HS6-3-GLosgfp转入农杆菌后,利用蘸花法侵染拟南芥。利用抗性培养基结合PCR鉴定,获得阳性植株。除pdr4外,均获得T3代纯和植株。结果表明,pdr1和pdr3与野生型相比无显著差异,pdr2、pdr4的生长明显受到抑制。
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