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植物在冬季经受低温而在春天开花的现象被称为春化作用,VIN3是春化过程中的重要基因。在拟南芥中,春化期间VIN3及其同源基因可以和PRC2(Polycomb Repressive Complex 2)协调作用,阻遏开花抑制因子FLC的转录,从而促进植物开花。在白菜类作物中BrVIN3的同源基因包括BrVIL1和Br VIL2。在拟南芥中,VIN3只在低温春化期间表达,在春化之后便不再表达。VIL1在春化期间的表达是组成性的,并且在春化之后仍有表达,表明VIL1可能在春化之后对FLC及其同源基因FLM的持续抑制方面发挥作用。VIL2在春化30-40天时会被明显诱导,春化之后表达量降低。许多因素都能够影响基因的表达,DNA甲基化就是其中重要的一种。DNA甲基化可以在不改变基因序列的条件下影响基因的表达。一般启动子区域的甲基化会阻遏基因的表达,而发生在基因本体的甲基化与表达的关系则与物种有关。本研究在不结球白菜中克隆了 BcVIL1基因,并对其结构及功能进行了初步分析;选取了 3种不同基因型的白菜类作物,对BrVIN3家族基因在春化过程中的表达和甲基化情况进行了分析。研究结果如下:1.在不结球白菜中克隆了 BcVIL1基因,测定了其在春化过程中的表达情况,并对不结球白菜Bc VIL1基因的结构及功能进行了初步分析。发现两种试验材料中Bc VIL1基因序列基本一致,开放阅读框均为1020bp,均编码339个氨基酸。进化分析表明BcVIL1与大白菜(Brassica rapa ssp.pekinensis)中BrVIL1基因同源性最高(99%),说明其进化关系最近。以未春化处理的试验材料为对照,在‘PC-175’中,春化处理7天就可以诱导BcVIL1基因的表达,而后其在整个春化过程及春化之后都有较高的水平表达,而在‘CX-49’中,BcVIL1基因在春化过程中的表达量与对照无显著差异,表明BcVIL1基因在春化过程中的表达可能具有品种特异性。亚细胞定位结果表明BcVIL1主要定位在细胞核与细胞膜上。2.利用qRT-PCR测定了菜心(CX-49)、大白菜(CC-072)、普通白菜(PC-Glu)在未春化(NV),春化 7 天(7V)、14 天(14V)、21 天(21V)、28 天(28V)和春化28天后转移到正常生长温度中7天(28VT7)条件下,BrVIN3 A03、BrVILl A07和BrVIL2_A03基因的表达情况,发现BrVIN3_A03和BrVIL2_A03可以被春化明显诱导。后利用亚硫酸盐重测序法对NV、21V、28V和28VT7条件下BrVIN3_A03和BrVIL2_A03的DNA甲基化测序,发现在3种材料中,BrVIN3_A03和BrVIL2_A03启动子区域甲基化程度都极低,这与春化期间BrVIN3基因家族的表达上调相对应。在一年生材料‘CX-49’中BrVIN3_A03基因本体的DNA甲基化与表达呈正相关,在两年生材料‘CC-072’中BrVIL2_A03基因本体的DNA甲基化与表达呈正相关。而在两年生材料‘PC-Glu’中BrVIN3_A03和BrVIL2_A03基因本体的DNA甲基化都处于较低水平且和其基因表达无明显相关性。表明在春化过程中BrVIN3_A03和BrVIL2_A03基因的DNA甲基化可以促进其表达,但表现品种特异性。在BrVIL2_A03基因本体的DNA甲基化中发现两个显著的甲基化位点都位于BrVIL2_A03基因的FN3结构域内,表明DNA甲基化可能通过作用于BrVIL2_A03基因的FN3结构域调控其发挥功能。