转录调控作为真核生物基因表达和调控的重要机制,调节着多种生物学过程,尤其是转录因子,其在转录调节中具有至关重要的作用。b ZIP转录因子是目前植物中发现的最大、最为分化的基因家族之一,具有促进种子的发育,促进花的发育,促进幼苗早期发育以及参与激素信号的转导等广泛的生物学功能。目前对b ZIP的研究主要集中在拟南芥、水稻和玉米上,对其他植物的报道较少。红花(Carthamus tinctorius L.)是一种新型油料作物,具有极大的市场需求和前景。但就我国而言,红花产量供不应求,且由于种植地域环境的差异,红花品质良莠不齐,无法满足市场需求。因此,通过基因工程手段培育高品质的红花新品系是具有重要意义的。本研究对红花b ZIP家族成员进行了筛选和鉴定,对红花b ZIP家族基因在不同组织和器官中的表达模式进行了预测和验证,筛选出了受到光照条件影响的两个G亚族基因:CtbZIP16和CtbZIP32,并通过基因克隆、超表达载体构建,侵染拟南芥,获得T3代转基因株系等技术,进一步对CtbZIP16和CtbZIP32基因的功能进行验证和分析,获得的实验结果如下:1、从红花基因组数据库中筛选得到了52个高度可信的b ZIP基因,命名为Ctb ZIP1-52;参照拟南芥的分类方式,将其划分为12个亚族,分别是A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、S和X亚族,其中X亚族为红花特有的亚族,共包含4个家族成员;Ctb ZIP家族成员的分子量最大为86.19 k Da,最小为11.98 k Da,等电点的范围从4.86到9.87;根据亲疏水性平均值显示,Ctb ZIP为亲水性蛋白;在Ctb ZIP家族蛋白中共挖掘到了20个Motif,其中Motif 1和Motif 2被鉴定为b ZIP保守结构,Motif 11被鉴定为DOG1保守结构;超过80%的Ctb ZIP被富集到分子功能和生物过程;Ctb ZIP家族之间存在复杂的互作网络。2、qRT-PCR结果显示,红花b ZIP基因的表达模式与Heatmap的预测结果基本相符。A亚族大部分基因和H亚族在叶片中具有较高的表达;I亚族大部分基因在根组织中具有较高的表达;S亚族包含15个成员,大部分基因在种子中具有较高的表达水平;G亚族中的两个基因CtbZIP16与CtbZIP32,其表达受到光照影响明显,且在种子、子叶和胚轴组织中均有表达。上述结果表明,红花b ZIP家族成员广泛的参与到植物的组织或器官的生长发育过程。3、PCR克隆了CtbZIP16和CtbZIP32基因全长cDNA序列,成功构建了植物超表达载体,侵染野生型拟南芥,获得T3代转基因拟南芥种子。与野生型拟南芥种子对比,转基因拟南芥种子种皮颜色更浅,个体更大,千粒重大于野生型拟南芥种子;转基因拟南芥的萌发时间提前,且萌发率达到了97.3%和97.67%,明显优于野生型拟南芥;同时,转入CtbZIP16和CtbZIP32基因的拟南芥早期幼苗的下胚轴和根的长度均超过野生型拟南芥,这说明CtbZIP16与CtbZIP32基因具有促进早期幼苗下胚轴和根伸长的功能。4、光照强度影响转基因拟南芥中CtbZIP16与CtbZIP32基因的表达,随着光照强度的增加,表达水平呈现上升趋势;同时随着基因表达的上调,RGL2和PIL5的表达水平降低,提升了GA通路的作用,表明CtbZIP16与CtbZIP32基因能够通过直接或间接的调控RGL2与PIL5基因的表达,下调ABA水平的同时增强GA水平,进而对拟南芥早期发育起到促进作用。