菊花（Chrysanthemum×morifolium Ramat.）的花型是其重要的观赏性状之一,受到头状花序上舌状花和管状花的相对数量、排列位置及花冠形态的影响形成了千姿百态的花型。由此可见,头状花序上舌状花和管状花的发育对菊花的花型具有决定性作用。但目前对菊花头状花序上两类小花发育的遗传调控机制尚不清晰,阻碍了定向调控菊花花型的育种实践。因此,对头状花序上舌状花和管状花发育基因调控网络的研究将为实现人工调控菊花花型的育种实践奠定理论基础。本研究以菊花（C.×morifolium）的近缘野生种甘菊【C.lavandulifolium（Fisch.ex Trautv.）Ling et Shih】为研究材料,在对其头状花序形态发生过程观察的基础上,选取头状花序及两类小花花冠发育的关键时期为材料构建转录组文库,通过一系列的生物信息学分析预测并构建头状花序发育过程中的基因调控网络。进一步对可能调控两类小花发育的关键因子ClNAM在甘菊头状花序中的时空表达模式、蛋白互作模式、调控头状花序发育的功能以及其所属基因家族的基因序列和表达模式进行了分析。初步构建了甘菊头状花序上舌状花和管状花发育的基因调控网络,为头状花序发育遗传调控机制及定向培育菊花花型的研究提供了参考资料。本研究获得的主要结果如下:1.运用显微观察技术对甘菊花发育过程中头状花序形态建成和两类小花个体发育过程进行观察。结果表明,甘菊头状花序上各原基的发生顺序为典型的非螺旋向心方式,苞片原基、管状花原基和舌状花原基依次发生,最外轮舌状花原基发生时间晚于相邻管状花原基和苞片原基的发生时间。从整个头状花序形态建成水平上看,管状花原基形成期（S5）和舌状花原基形成期（S6）为两类小花原基分别起始发生的关键时期,此时可以根据起始发生时间和位置区分两类小花原基;从两类小花个体发育水平上看,舌状花和管状花花冠原基分化初期（SD3和SR3）为两类小花形态差异发生的关键时期。在整个头状花序形态建成过程中舌状花个体发育进程均慢于管状花。结合头状花序形态建成过程中外部形态特征的观察发现,外部形态特征与花序发育形态建成过程相关,这一结果为后续研究的转录组取材提供了形态学数据。2.选取甘菊头状花序发育的6个时期即营养生长期（S1）、茎尖肥大期（S2）、管状花原基形成期（S5）、舌状花原基形成期（S6）、花冠形成中期（S9）和花冠形成后期（S10）以及叶片为样本构建转录组数据库,共获得56,253个unigens,包括6,091个新基因。加权基因共表达网络（WGCNA）分析将转录组中表达的基因划分为9个模块,其中1,702个和285个unigene在S5和S6中富集表达。进一步结合韦恩图分析和已知候选基因的表达热图分析初步筛选获得15个可能参与头状花序发育调控的候选基因。同时结合STRING数据库进行蛋白互作网络预测,初步预测了头状花序发育各时期的蛋白调控模块。3.以舌状花和管状花花冠发育的两个不同阶段（LD1和LR1:舌状花和管状花等长时的两种花冠;LD2和LR2:管状花和舌状花最终开放状态时的两种花冠,即舌状花长于管状花时的花冠）为样本构建转录组文库,共获得56,664个unigene,包括6,502个新基因。通过K-means分析、韦恩图分析和候选基因热图的分析共获得18个差异表达的关键候选基因。对这些候选基因在甘菊、小菊品种‘D87’和大菊品种‘粉十八’的两类小花花冠不同发育阶段表达模式的一致性进行分析,结果表明Cl PIN4a（EVM0040943）、Cl CYC2d（EVM0029420）、Cl CYC2C（EVM0047461）和ClNAM（EVM0022042）在甘菊和栽培菊花中呈现一致的表达模式,可作为关键候选基因。4.运用qRT-PCR、核酸组织原位杂交、酵母双杂交和亚细胞定位技术对关键候选因子ClNAM的时空表达模式、蛋白互作模式及其对头状花序的功能进行分析。结果表明,ClNAM在管状花花冠中的表达量显著高于舌状花花冠中的表达量,且在花托上大量表达。营养生长期,ClNAM在头状花序发育的整个分生组织中广泛表达,并随着发育过程逐渐聚集在舌状花和管状花小花原基的边界位置表达。此外,ClNAM属于细胞核蛋白,ClNAM与Cl PI、Cl CYC2d均存在双向互作。过表达ClNAM的甘菊株系头状花序上舌状花减少甚至消失,表明ClNAM可能在舌状花和管状花发育中扮演重要角色。5.对ClNAM所属的NAC基因家族进行生物信息学分析发现,甘菊中共鉴定到123个NAC基因家族成员,分为18个亚家族,其中NAM亚家族包含12个成员。12个NAMs的序列分析结果表明,NAMs序列结构中均包含5个保守基序;启动子序列分析结果表明,NAMs启动子元件上均含有光响应元件,7条NAMs的启动子元件上含有响应生长素的元件,ClNAM即（EVM0022042）、Cl NAC13041（EVM0013041）和Cl NAC52330（EVM0052330）的启动子序列上还含有响应分生组织发育相关基因的元件。9个ClNAMs分别定位到甘菊Chr1、Chr2、Chr5、Chr6、Chr7和Chr9上,其中ClNAM和Cl NAC26677（EVM0026677）与花发育相关基因CDF1、TOC1和SOC1分布位置相近。对12个NAMs在甘菊头状花序发育不同时期的表达模式进行分析发现,Cl NAC36308（EVM0036308）和ClNAM表达模式最为相近,不仅在头状花序发育的S5和S6时期差异表达,而且其在管状花花冠中的表达量高于其在舌状花花冠中的表达量。因此推测,Cl NAC26677和Cl NAC36308在甘菊头状花序中也参与调控了舌状花和管状花的发育过程,可能与ClNAM具有相似的功能。根据上述结果并结合前人对高等植物花发育尤其是菊科植物头状花序发育的研究,本文作者初步构建了甘菊头状花序上舌状花和管状花发育的遗传调控网络,其中ClNAM不仅参与了早期头状花序上舌状花和管状花的起始发生,也参与了头状花序发育后期舌状花花冠的发育,是舌状花和管状花发育调控网络中的重要一员。