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红麻(Hibiscus cannabinus L.)一年生短日照韧皮纤维作物,对光周期反应较为敏感,开花的早晚是影响红麻纤维产量高低的关键因素之一。发掘红麻光周期相关基因,研究光周期诱导开花的作用机制,对于提高红麻适应性、纤维产量和品质等有着重要的作用。CO(CONSTANS)基因是调控植物光周期开花的关键基因,促进或抑制下游基因的表达,实现植物成花转变的调控。前人已在拟南芥、棉花等植物中鉴定表明COL(CONSTANS-like)基因家族具有典型的保守结构域。然而,红麻Actin和COL基因家族成员的挖掘和COL基因家族短日诱导开花的表达模式等尚未见报道。因此,本研究以红麻中福红2号为材料,对筛选获得的红麻Actin内参基因家族和COL基因家族进行蛋白质序列分析、保守结构域预测和基因结构分析等鉴定,利用q RT-PCR技术分析红麻Actin内参基因及COL功能基因的表达模式,主要研究结果如下:1.红麻内参基因的选择与鉴定。本研究从红麻全基因组数据中筛选得到37个Actin基因家族成员,它们分布于01、02、04、05、06、07、08、09、10、11、12、13、14、15、16、17和18号这17条染色体上,均含有Actin基因“NBD＿sugar-kinase＿HSP70＿actin superfamily”典型保守结构域。并对Hc ACT3,Hc ACT5,Hc ACT7和Hc ACT8这4个基因进行内参稳定性表达分析,结果表明,其序列长度依次是6154,4148,2851,2713 bp,与锦葵科植物的亲缘关系较近,其次是葫芦科植物,与大戟科植物的亲缘关系较远。利用内参评估软件Ge Norm、Norm Finder、Best Keeper和Ref Finder评估Actin与18S r RNA等内参基因在中福红2号不同生长发育时期、非生物胁迫(盐和干旱处理)以及激素胁迫(ABA和Me JA处理)条件下的稳定性。结果表明,PP2A-1和ACT5是盐和干旱非生物胁迫下最适合的内参基因;PP2A-2和ACT3是激素胁迫条件下最适合的内参基因;而在不同阶段组织样品中ACT7和18S r RNA-3是最稳定表达的基因,总体来讲,内参基因PP2A-1和ACT3是红麻所有样品中最稳定表达的内参基因组合。2.红麻COL基因家族全基因组鉴定分析。利用生物信息学方法在红麻全基因组数据库中鉴定出38个COL基因家族成员,它们均具有完整的B-box和CCT保守结构域,分别位于红麻1、2、3、4、5、6、7、8、10、11、12、13、15、16和18号这15条染色体上。系统进化表明,COL基因家族可分为3类。第Ⅰ类包含Hc COL1、Hc COL4、Hc COL5、Hc COL6、Hc COL7、Hc COL8、Hc COL9、Hc COL10、Hc COL15、Hc COL16、Hc COL17、Hc COL18、Hc COL21、Hc COL25、Hc COL26、Hc COL28、Hc COL29、Hc COL30、Hc COL34和Hc COL36,均含有1个B-box,1个分化的锌指结构和1个CCT结构域;第Ⅱ类包含Hc COL12、Hc COL13、Hc COL32、Hc COL37和Hc COL38,含有1个B-box和1个CCT结构;第Ⅲ类包含Hc COL2、Hc COL3、Hc COL11、Hc COL14、Hc COL19、Hc COL20、Hc COL22、Hc COL23、Hc COL24、Hc COL27、Hc COL31、Hc COL33和Hc COL35,均含有2个B-box和1个CCT结构。选取Hc COL11、Hc COL12、Hc COL13、Hc COL19和Hc COL20基因进行进化分析,结果表明,红麻COL基因与双子叶芙蓉和陆地棉植物的亲缘关系最近。3.红麻COL基因不同时期不同组织和昼夜节律表达分析。对红麻COL基因进行不同组织表达分析以及长/短日照昼夜节律表达分析,研究表明,Hc COL19在叶片和花瓣中表达量最高,5个Hc COL基因均在叶片中表达量较高,在不同生育时期组织中出现差异表达,Hc COL12和Hc COL13在不同时期组织中表达量较低,而Hc COL11、Hc COL19和Hc COL20在开花期萼片和花瓣中表达量较高。在长日照(LD)和短日照(SD)条件下对红麻COL基因进行昼夜节律表达分析,结果显示,Hc COL11,Hc COL12和Hc COL13在SD条件下基因表达量升高,而Hc COL19和Hc COL20在SD条件下基因表达量下降。Hc COL11,Hc COL13,Hc COL19和Hc COL20则在长、短日照(LD/SD)条件下表达量显著降低,黎明时分基因表达量出现稍微回升,Hc COL12在LD和SD条件下表达量出现先升高后降低的趋势,18h时表达量达到峰值,出现明显的昼夜节律性,表明COL家族基因较多地参与红麻光周期调控的开花途径,在红麻光周期开花途径中起着重要的作用。本研究可为红麻光周期调控机理研究奠定理论基础。