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大豆开花影响籽粒产量,对其机制的研究在高产育种具有重要作用。采用分子遗传学和分子生物学方法改良品种,将促进开花基因(LEAFY和APETAL1基因)导入植物中,使其改变植物开花对光周期的依赖,促进开花,提高产量,加快育种进程。本研究克隆大豆的LEAFY(GmLFY)基因和APETAL1(GmAP1)基因,利用植物遗传转化技术将基因转入到拟南芥和大豆基因组中,对GmLFYs和GmAP1s基因进行功能分析。具体研究结果如下:1、成功地从大豆天隆1号中克隆到GmLFY1.1、GmLFY1.2、GmAP1.1、GmAP1.3和GmAP1.4的启动子和基因编码序列以及GmAP1.2的基因编码序列。启动子片段分别为2451 bp、2233 bp、2125 bp、2445 bp和2496 bp,基因分别为1230 bp、1224 bp、711 bp、711 bp、732 bp和732 bp。2、通过蘸花转化法,将启动子的表达载体转化拟南芥,成功获得p LFY1.1::GUS、p AP1.3::GUS和p AP1.4::GUS拟南芥转基因植株。GUS组织化学染色结果表明,p LFY1.1::GUS转基因拟南芥花序及花的雄蕊和雌蕊均有着色,且雌蕊中较深。p AP1.3::GUS和p AP1.4::GUS转基因拟南芥GUS报告基因在拟南芥幼苗的新叶、花序及花萼、花瓣、雄蕊和雌蕊中均有表达,且在雄蕊和雌蕊中强烈表达,在花萼和花瓣表达较弱。此外,p AP1.4::GUS转基因拟南芥GUS报告基因还在拟南芥的叶边缘表达。p AP1.3和p AP1.4是在花组织中高表达的启动子。3、通过花浸染转化法将GmLFYs和GmAP1s基因过表达载体转化拟南芥,成功获得p35S::GmLFY1.1、p35S::GmLFY1.2、p35S::GmAP1.2、p35S::GmAP1.3和p35S::GmAP1.4拟南芥转基因植株。根据表型观察发现,p35S::GmLFY1.1和p35S::GmLFY1.2转基因植株与野生型花器官结构一样;但p35S::GmLFY1.2转基因植株在莲座叶和茎生叶腋处直接产生正常结构的花,并且茎生叶卷曲。说明大豆GmLFYs同源基因调节花的发生,还可能调节叶的发育。p35S::GmAP1.2转基因植株比野生型植株早花,株型小,花数量少,且花型不同;p35S::GmAP1.3和p35S::GmAP1.4转基因植株与野生型开花时间及花器官结构一样。结果说明,GmAP1s基因对大豆开花时间及花器官的形成可能有调控作用,但是不同拷贝GmAP1基因的功能作用并不完全相同。4、用实时定量PCR方法对不同大豆品种中GmLFY1.1、GmLFY1.2、GmAP1.1、GmAP1.2、GmAP1.3和GmAP1.4基因在花器官中的表达进行分析,发现GmAP1.1、GmAP1.2、GmAP1.3和GmAP1.4均在花萼中表达量较高,在花瓣中表达量次之,在雄蕊和雌蕊中表达量很少;GmLFY1.1和GmLFY1.2均在花瓣中表达量较高,在雌蕊中表达量次之,在花萼和雄蕊中表达最少。说明GmLFYs和GmAP1s与大豆花器官发育有关。5、在构建GmLFYs和GmAP1s过表达载体的基础上,构建GmLFYs-RNAi和GmAP1s-RNAi载体,利用大豆农杆菌介导的子叶节遗传转化法转入大豆品种天隆1号。成功获得GmLFYs-RNAi阳性植株和GmAP1s-RNAi阳性植株各5株。为GmLFYs和GmAP1s缺失突变表型分析,推断GmLFYs和GmAP1s基因功能奠定了基础。