菊花(Chrysanthemum morifolium)是我国十大传统名花和世界四大切花之一,具有很高的观赏价值和经济价值。全球切花菊消费量仅次于月季,在切花消费市场中占有很大的比重。目前,国内的大多数切花菊品种是绝对短日照品种,花期主要集中在秋季,花期短且相对集中,影响了菊花的周年生产和应用范围。夏菊’优香’自’然花期在6-9月,因其花型好看、花色纯正、茎干挺直、耐运输及抗性强的品质受到国内外消费者的喜爱。研究表明,’优香’与夏菊品种中的日中性菊花的开花习性不一样,’优香’进入光周期敏感期后,在相对短日照下促进开花,而在长日照条件下开花延迟。目前,菊花的开花机制研究主要集中在秋菊。迄今为止,关于夏菊开花机制的研究鲜有报道。另外,低温胁迫已经成为限制菊花户业发展的瓶颈。每年早春和入冬时的过度低温以及秋天的突然霜冻都会导致菊花的生长停滞、花芽或花发育中断,尤其在生殖生长阶段,对低温非常敏感,提高耐寒性在菊花的遗传育种工作中非常重要。菊花脑是二倍体,遗传背景简单,是六倍体菊花的近缘物种,且菊花脑具有较强的耐寒性,因此可以作为研究菊花耐寒性的良好材料。温带植物可以通过冷驯化从而获得耐寒性,然而,冷驯化和低温响应的分子机制在菊花中还没有阐释。针对上述科学问题,本论文从菊花的生产实践需要出发进行研究,主要内容及结论如下:1.采用第二代高通量测序技术分析了在相对短日照和模拟长日照条件下,菊花’优香’花芽分化阶段的转录响应情况。结果表明,在相对短日照条件下,光周期路径和赤霉素路径共同促进其开花;而相对长日照条件下,海藻糖路径中海藻糖-6-磷酸合酶上调表达,蔗糖路径中蔗糖合酶上调表达从而促进开花,但由于光周期路径中抑花基因PHYB的上调表达,表现为花期延迟。2.采用RNA-seq技术比较分析了菊花脑分别经历冷驯化和没有经历冷驯化对零下低温(-5℃)的转录响应情况。结果表明:在菊花脑中,钙离子信号通路主要在低温驯化中起作用,而MAPK信号级联通路则主要参与零下低温(-5℃)的响应;主要有六类转录因子(AP2/ERF、bHLH、WRKY、TCP、BBX和MYB)在低温驯化中发生显著差异表达；涉及到转录后调控的DEAD-box RNA解旋酶主要在低温驯化中被激活;脱水素和LEA蛋白通过冷驯化过程响应零下低温;HSPs作为分子伴侣也参与低温响应。3.BBX转录因子在植物的开花调控和外界环境胁迫应答中具有重要作用。本研究从菊花’优香’中克隆得到了12个菊花BBX转录因子,并与模式植物拟南芥的同源基因进行了氨基酸序列比对,结果表明这12个转录因子分别属于Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ类。组织特异性表达分析表明12个CmBBX基因在特定器官中的表达水平具有差异。不同光周期花芽分化过程中的表达模式表明:在相对短日照下,CmBBX15.2和CmBBX20显著表达上调,CmBBX22.1在后期表达显著下调;而在模拟长日照下,CmBBX15.1先是受抑制下调表达,然后表达量上调。低温响应的表达模式表明:CmBBX19和CmBBX22.2被显著诱导表达。另外,本研究还提供了盐胁迫下的表达模式,结果表明:CmBBX7.1、7.2、8、21和22.2被显著诱导而上调表达。外源激素ABA处理下的表达模式表明CmBBX7.1、8、20和22.2受到诱导表达。亚细胞定位分析表明被检测的9个CmBBX蛋白均定位在细胞核中,其中CmBBX19不仅定位细胞核中,还定位在细胞膜上。转录激活活性分析表明被检测的9个CmBBX中,只有CmBBX15.1不具有转录激活活性,其余8个CmBBX均具有转录激活活性。