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烟草是重要的叶用经济作物,烟株花芽分化与叶片发生间存在直接的联系,过早的花芽分化必定导致营养生长提前结束,进入生殖生长,间接影响烟叶的产量和品质。苗期低温是烟株早花的主要原因之一。为了探究苗期低温对烟株生长发育进程的影响及作用途径,对36个不同烤烟品种(系)进行苗期低温诱导处理,观察其在移栽后的生长过程,了解苗期低温诱导对不同烤烟品种烟草发育的影响。根据前期基因芯片检测结果,苗期低温处理使烟草中的NtBRI1基因表达量明显高于常温处理,并且随处理时间推移这一差异越明显,克隆了烟草与苗期低温响应机制密切相关的关键候选基因NtBRI1涉及信号通路中的的NtBSK1、NtBSK2和NtBSK3,并对它们进行了生物信息学分析。选用云烟85及其系选育而成的多叶型品种兴烟1号幼苗,于6叶期时予以低温(12℃)和常温(28℃)处理10d,借助于RT-PCR技术检测分析了NtBSK1、NtBSK2、NtBSK3以及与花芽分化相关的NtFLC在处理过程中及处理后的动态表达量。研究结果如下:(1)苗期低温处理对烟草的生长具有促进烟株发育进程和诱导花芽分化双重效果,通过对36个烤烟品种(系)的生育调查发现,苗期低温处理使大多数品种(系)烟株发育进程加快,叶片数分化较常温快,株高、茎围、最大叶长叶宽生长较快。同时,由于生育进程提前,叶片数分化提前结束,诱导烟株提前进入花芽分化阶段,营养生长提前结束,进入生殖生长,最终导致叶片数分化不足,植株瘦弱、叶片偏小等不良现象。个别品种(系)发育进程对苗期低温诱导钝感,未出现上述现象,如秦烟201。(2)BSK是BRI1的受体激酶,通过同源克隆,确定了普通烟草BSK基因家族中三个参与BR信号通路的NtBSKs基因,分别命名为NtBSK1,NtBSK2和NtBSK3基因。NtBSK1 ORF长1461bp,编码486个氨基酸,NtBSK2 ORF长1479bp,编码492个氨基酸,NtBSK3 ORF长1485bp,编码495个氨基酸,他们均在N端有一个激酶结构域PKc,在C端有三羧氨酸重复TPR结构域,不含跨膜区和信号肽,且都含有Ser、Thr、Tyr激酶识别位点,亲水性强。这与拟南芥中该家族成员的结构特征一致,说明NtBSK1,NtBSK2和NtBSK3基因均为典型的类受体细胞质激酶亚家族基因。NtBSK1与NtBSK3与同源林烟草的NsBSK3亲缘关系最近,处于同一进化分支上,并且它们与同属于茄科的马铃薯和番茄亲缘关系较近。NtBSK2与拟南芥AtBSK2的亲缘关系最近。(3)通过对NtBSK1,NtBSK2和NtBSK3基因以及NtFLC的定量分析,发现,经过苗期的低温诱导处理,烤烟品种兴烟1号和云烟85号的NtBSKs的相对表达量均出现了增加的情况,其中又以NtBSK3的增加量最多,表明在低温处理过程中BR信号转导通路运行增强,同时NtFLC的表达量受到低温抑制,从而使得低温处理烟株出现花芽提前分化的现象。但是这种抑制能力的强弱不与BR信号转导通路运行的活跃程度存在绝对的正相关关系,这说明BR信号转导途径在调控烟株花芽分化时间上受春化作用的影响有限,它可能存在另一条独立的调控途径。