花是开花植物的繁殖器官,花药则是雄蕊的重要功能部分,花药的发育与植物的繁殖能力密切相关。花药的发育是一个受到精准而复杂调控的过程,尤其是在转录水平的调控更加重要,转录因子就是这一调控过程中的主要参与者,在众多的转录因子中,MYB类转录因子是植物中最大的一类转录因子家族之一,涉及到植物多种多样的生理生化过程,其中许多MYB转录因子对植物花药(包括花粉)的发育有着重要的调控作用。另外,花药的发育异常往往是作物雄性不育的直观表现,而作物细胞质雄性不育是作物杂种优势利用的理论基础和重要途径。红麻作为21世纪最具有发展潜力的多用途作物之一,研究红麻花药发育与转录因子之间的关系具有重要现实意义。本实验通过对红麻转录组高通量测序结果进行分析,筛选出MYB21基因进行具体研究,初步研究结果如下：1.利用改良的CTAB法提取出了高质量的红麻不育系P3A和保持系P3B花药的总DNA和总RNA。采用同源克隆的方法,结合红麻转录组高通量测序结果,搜索MYB21基因序列并在其最长ORF起始端设计引物,以cDNA以及总DNA为模板,克隆出了MYB21基因的序列,并通过cDNA和总DNA水平分析得出,该基因DNA含有两个内含子,序列提交到NCBI数据库,序列号为KT898146。2.提取红麻不育系和保持系的根、叶、花药的总RNA,通过反转录得到浓度一致的cDNA,以红麻甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)为内参基因,根据荧光定量引物设计原则,设计目的基因和内参基因的特异性引物,采用荧光染料嵌合法进行定量分析该基因在不育系和保持系各器官的表达量情况。结果表明MYB21基因在不育系花药中的表达量显著低于其在保持系花药中的表达量,这一结果与红麻高通量转录组测序结果相一致,因此推测该基因参与了红麻花药的发育。3.根据MYB21基因cDNA序列设计用于扩增过表达片段的引物,并在引物5’端加上相应的酶切位点序列和保护碱基,利用连接酶将过表达片段连接到PBI121-GFP载体上,酶切及测序证实过表达载体构建成功。4.根据RNAi载体构建原则,从MYB21基因cDNA序列中选取特异序列作为干扰片段,连接到中间载体pKANNIBAL和植物双元表达载体PART27载体上,酶切及测序结果均证实干扰载体构建成功。5.将构建成功的过表达载体采用花粉管通道法注射红麻,通过初步的表型观察获得2株花药败育突变株。6.采用农杆菌介导的花序浸染法和叶盘法将构建好的过表达载体和RNAi干扰载体分别转入拟南芥和烟草中进行功能研究。目前转基因植株正在筛选中。