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赤霉素是一类植物内源激素,对植物的发育起重要作用。在对模式植物拟南芥的研究中发现,通过施加外源赤霉素在短日照的条件下能够促使植物提早开花。这个现象同样在毒麦等其他长日照植物中发现。然而在另外一些物种中,却表现的出相反的作用。在草莓、葡萄等植物中,赤霉素能够抑制植物的开花。因此赤霉素对花发育的影响是复杂多样的。大岩桐为苦苣苔科的一种日中性植物,开花无需春化作用,花大而色泽鲜艳,极具商业价值。我们在前面的研究中发现在赤霉素存在的条件下,大岩桐的花被能够直接再生出花芽。在排除了光照和温度的影响下,花芽再生和赤霉素这种关系几乎为一对一的对应关系。为了进一步解释这种关系,我们克隆了大岩桐中花时基因SOC1的同源基因。通过对SOC1基因的功能分析及对赤霉素的响应来研究大岩桐开花的机理。 主要实验成果如下: 1.比较多个物种的SOC1基因,根据相对保守的核苷酸序列设计引物,利用RACE技术从大岩桐中克隆到了两个SOC1基因的全长cDNA,分别命名为SsSOC1a和SsSOC1b。在Genbank中登录分别号为:ABX90014和ABX90015。序列分析表明,SsSOC1a的ORF有639bp,编码212个氨基酸组成的蛋白质。与葶苈的MADS基因、矮牵牛的FBP22同源性最高,分别达65%、62%。SsSOC1b的ORF有633个核苷酸,编码210个氨基酸组成的蛋白质。与来自拟南芥的SOC1、碎米芥的MADS基因同源性最高,分别达63%、63%。 2.利用RT-PCR技术和Northern杂交技术分析大岩桐SOC1基因的表达,结果显示SsSOC1a在全株植物中都有表达,其中在根部表达稍弱。而SsSOC1b在根、茎、叶等营养组织中表达,而在生殖组织中未检测到。SsSOC1a表达模式与拟南芥的SOC1表达比较类似。可能参与开花时间的调控。SsSOC1b则可能对植物的营养生长起作用。 3.利用BamHⅠ和SacⅠ双酶切,将目的片段从测序载体中切下。与同样用BamHⅠ和SacⅠ双酶切的表达载体pBI121进行过夜连接,转化大肠杆菌。重组质粒经双酶切,得到大小为635bp左右和1.4kb左右的条带,证明构建超表达载体成功。 4.以MS为基本培养基附加各种激素,将大岩桐组培苗的幼嫩叶子取出,划伤后接种于不同激素浓度的分化培养基上。观察分化情况,筛选出最佳的再生培养基,结果表明在MS+6-BA2.0mg/L+NAA0.2mg/L的培养基上分化效果最好,几乎达到100%并且丛生芽较多。对大岩桐幼嫩叶片进行六个梯度的卡那霉素筛选,发现大岩桐对卡那霉素的抗性在50mg/L以下。同时我们用早先得到的拟南芥SOC1基因进行烟草的遗传转化并建立了高效的烟草转基因体系。