文心兰开花相关OnAP1-like基因的克隆及表达分析

以南茜文心兰（Gower Ramsey）盛花期花葶提取的总RNA为模板,通过RT-PCR与RACE扩增,获得一个958 bp的AP1（APETALA1）-like基因的cDNA全长序列,其基因编码区690 bp,共编码氨基酸229个,命名为OnAP1-like（登录号：KC426946）。蛋白质二级结构分析表明,该蛋白质48.91%为α螺旋,10.92%为β折叠,40.17%为无规则卷曲,为亲水性蛋白质。蛋白序列比对和进化树分析表明,OnAP1-like 蛋白与蕙兰AP1-like蛋白一致性最高,进化距离最近。利用RT-qPCR对从文心兰不同时期不同器官中的OnAP1-like基因表达量进行分析,结果表明,同一器官不同发育时期比较,在叶中,花蕾期的表达量最高;在根中,随发育时间推移,表达量逐渐升高,至花后期达到最高;在花葶中的表达量的趋势与根相同。同一时期不同器官比较,抽葶前,根中表达量高于叶片;花蕾期,花瓣中的表达量最高;盛花期和花后期,花葶中的表达量最高。推测该基因在花的发育及形成中发挥作用。     

依据显微结构及光合特性探讨蝴蝶兰花芽分化的时期

以蝴蝶兰‘大辣椒’为试验材料，对花芽分化进程及期间光合特性和碳水化合物、可溶性蛋白及激素含量的变化进行研究。结果表明：花芽长度为0、2、4、8、16和24 cm时，分别处于花芽分化初始期、花序原基分化期、花原基分化期、萼片原基分化期和花瓣原基分化期（16和24 cm）。蝴蝶兰叶片的净CO2吸收速率在花芽发育前期（0 ~ 4 cm）没有显著变化，花芽8 cm时显著降低。花芽中的碳水化合物和可溶性蛋白的含量显著高于叶片，碳水化合物在花芽长度为4 cm时达到稳定水平，可溶性蛋白含量在花芽8 cm时达到叶片与花芽的平衡；赤霉素（GA）的含量在花芽2 cm时达到最大值，生长素（IAA）含量在花芽4 cm时显著升高，玉米素（ZT）含量在花芽8 cm时显著降低，而ABA含量在花芽发育的过程中并没有显著变化。由此可知，当蝴蝶兰花芽开始分化萼片原基（8 cm）时，光合生理及生化物质基本达到一个相对稳定的水平，此阶段的蝴蝶兰花芽已彻底完成成花分化。     

建兰AGL6基因的表达及功能分析

采用文库稀释池法从建兰花器官全长均一化cDNA文库中筛选出1个AGL6类MADS-box基因CeAGL6,对其进行了信息学分析,并通过表达模式、互作蛋白和烟草的遗传转化研究其功能。研究结果发现,CeAGL6含有MADS结构域和K结构域,并具有AGL6类蛋白的典型基序。CeAGL6在建兰萼片中高水平表达,其次是花梗,在花瓣、唇瓣和合蕊柱中表达水平较低,不在叶片和根中表达。转CeAGL6烟草花期略微提前,出现四瓣花、六瓣花、雄蕊瓣化和多种不规则的五瓣花等表型。CeAGL6与CeAP1、CePI1、CeAG1和CeSEP3能互作,但自身不能形成同源二聚体。试验结果表明Ce AGL6参与了建兰成花诱导和花器官发育。     

蝴蝶兰‘V31’花芽分化的形态观察及几种代谢产物含量的变化

以蝴蝶兰‘V31’为材料,观察了花芽分化过程,比较了成花诱导和花芽分化过程中叶片内C/N、核酸及相关代谢物质含量的变化。结果表明：蝴蝶兰花芽分化过程可分为6个阶段,即分化初始期、花序原基分化期、小花原基分化期、萼片原基分化期、花瓣原基分化期和合蕊柱及花粉块分化期。叶片中可溶性糖、淀粉和可溶性蛋白质含量均在低温处理35 d达最大值;C/N值的2次高峰先后出现于处理15 d和30 d,进入花器官分化期,可溶性糖、淀粉和可溶性蛋白质含量及C/N值均呈下降趋势。RNA和总核酸含量的变化趋势一致,处理15 d后持续增加,45 d后随着合蕊柱和花粉块的大量分化而迅速下降;RNA/DNA值在处理前30 d基本稳定,花芽萌出后急剧增长,而DNA含量的变化相对平缓。认为高水平的C/N有利于蝴蝶兰花芽的分化,RNA/DNA值（主要是RNA合成量）的急剧增长与植株由生理分化转向花芽形态分化有关。     

卡特兰的花芽形态分化

采用石蜡切片法观察了卡特兰‘Green World’花芽的形态发生和结构发育过程。研究表明：在北方温室环境条件下,卡特兰花芽分化从7月初花序原基分化开始至9月下旬合蕊柱及花粉块形成历时约3个月。其过程可分为6个时期：未分化期、花序原基分化期、花蕾原基分化期、萼片原基分化期、花瓣原基分化期、合蕊柱及花粉块分化期。其中,花蕾原基分化期、合蕊柱及花粉块分化期历时长,分化较慢,其它时期历时短,分化较快。自萼片原基分化期开始,新生植株生长已基本停止。     

树莓花芽分化的观察

１９９１－１９９２年，对树莓花芽分化时期的形态特征及发育进程进行了定期观察。结果表明，树莓花芽分化始期为８月末，９月中下旬进入高峰期，红６０－７０ｄ。形态特性是雏梢生长点向土隆起成半球状。１０月上旬至翌年４月中旬，随初生髓部的伸展，半球状生长点（顶花序原基）向前推进，随后形成腑花的基，即为花序原基分化期。随同冬芽萌发发展叶，依次进入花蕾、萼片、花瓣、雄、雌蕊原基的芽外分化阶段，各期约７－１５ｄ。至     

蝴蝶兰"大辣椒"APETALA1基因的克隆及表达

以蝴蝶兰"大辣椒"为试材,采用RACE技术克隆蝴蝶兰APETALA1(AP1)基因的cDNA全长,分析基本生物学信息,并初步探索其在花芽分化过程中的作用.结果表明:AP1基因的cDNA全长为1 155 bp,开放阅读框(open reading frame)752 bp,编码250个氨基酸,含有MADS盒与K盒等保守功能结构域.同源性比对结果显示,蝴蝶兰"大辣椒"与朵丽蝶兰、金蝶兰、文心兰、石斛兰和马兜铃等植物的MADS蛋白有较高的相似性,同源性均在80％以上;系统进化树分析显示,蝴蝶兰"大辣椒"AP1基因与朵丽蝶兰聚类关系最近;实时荧光定量PCR检测发现,AP1基因在叶片、根和花葶中均有表达,但表达量有差异.同一器官不同发育时期比较显示,叶片的AP1基因表达量没有明显的时空差异;根AP1基因的表达量随着花芽分化的进程呈递减趋势,其中始花期的表达量最低,盛花期最高;而花葶中AP1基因表达量随着花芽分化呈增加趋势,在盛花期表达量达到峰值.同一时期不同器官比较,花葶中AP1的表达量显著高于同一时期的叶片和根(P＜0.05).由此,推测AP1基因在调控蝴蝶兰花芽分化过程中发挥重要作用.     

建兰花发育相关B、C和E类MADS-box基因的表达分析

开花植物中B、C和E类MADS-box基因控制花雄蕊和雌蕊的合成。以具有高度进化蕊柱（雄蕊和雌蕊合生）的建兰为材料,从已有转录组中搜索到14个B、C和E类基因,包括GLO、DEF、AG、SEP和AGL6类基因,并进行实时荧光定量表达分析,发现CeDEF1和CeAGL6-1在萼片和花瓣中大量表达,唇瓣中微量表达;CeDEF3、CeDEF4和CeAGL6-3则在唇瓣和蕊柱中大量表达,在萼片和花瓣中几乎不表达;CeAG1和CeAG2主要在蕊柱中表达;而且CeDEF3、CeDEF4、CeAG1、CeAG2和CeAGL6-3在蕊柱突变体‘新品梅’的蕊柱状花瓣中的表达量比‘铁骨素’花瓣中高很多,说明这几个基因在建兰蕊柱的形成过程中可能扮演关键角色。     

花发育调控基因的应用研究进展

20世纪80年代后期90年代初,随着植物分子生物学的逐步发展和拟南芥、金鱼草等模式植物的建立,通过突变体表型的分析和基因克隆、转座子标记等分子生物学和遗传学方法,对花发育的不同阶段进行了研究,在花发育调控基因方面取得了一定的进展.研究认为植物花发育的调控基因主要有花序分生组织基因、花分生组织基因和花器官特征基因.     

麝香百合花发育基因LLGLO1在花蕾中的时空表达

 为了获得百合花发育相关的B功能基因LLGLO1在调控百合花发育过程中的重要信息,以麝香百合（Lilium longiflorum）未开放的花蕾为试材,以LLGLO1基因的特异片段为探针,应用RNA原位杂交技术,对LLGLO1基因在花发育各个阶段的时空表达动态进行了研究。结果表明,LLGLO1基因在外轮花被、内轮花被、雄蕊和心皮等4轮花器官中均有表达,但表达强度随不同的发育阶段而变化。长度2.0和3.0 cm的花蕾中LLGLO1基因的表达量明显高于0.5和1.0 cm的花蕾,说明随着花器官的发育成熟,该基因在各轮花器官中的表达量逐渐增加。     

铁线莲属4种植物的花芽分化研究

利用石蜡切片法对大叶铁线莲(Clematisheracleifolia)、东北铁线莲(C.ternifloravar.mandshurica)、棉团铁线莲(C. hexapetala)和褐毛铁线莲(C. fusca)的花芽分化过程进行了观察。结果表明,4种植物的花芽分化过程可分为5个时期,未见明显花萼或花瓣分化或退化现象,各轮花器官为向心式发生,向心式发育。大叶铁线莲、东北铁线莲和棉团铁线莲还存在花序形成期。至各花器官形态分化完全,东北铁线莲及褐毛铁线莲花芽分化过程为10～12 d,棉团铁线莲为12～14 d,大叶铁线莲为15～17 d。     

树莓花芽分化的观察

1991～1992年,对树莓花芽分化时期的形态特征及发育进程进行了定期观察。结果表明,树莓花芽分化始期为8月末,9月中下旬进入高峰期,约60～70d。形态特征是雏梢生长点向上隆起成半球状。10月上旬至翌年4月中旬,随初生髓部的伸展,半球状生长点(顶花序原基)向前推进,随后形成腋花序原基,即为花序原基分化期。随同冬芽萌发展叶,依次进入花蕾、萼片、花瓣、雄、雌蕊原基的芽外分化阶段,各期约7～15d。至5月中旬出现花药和胚珠原始体。此期距结果新梢的花序显露还有2～3d。基生枝下部花芽分化始期比中上部迟一个月,分化数量也有较大下降。     

石榴花发育相关基因PgAGL11的克隆及功能验证

以‘突尼斯软籽’石榴为试材,对雌蕊败育的原因及关键时期、PgAGL11序列特征及功能进行研究。石蜡切片观察结果表明,雌蕊败育的原因为胚珠内珠被原基形成后停止发育,胚珠败育的关键时期为花蕾纵径8.1~15.0 mm时;采用TA克隆得到PgAGL11全长CDS序列696 bp,系统进化分析发现其与拟南芥的AGL11序列相似性最高;实时荧光定量PCR结果显示,PgAGL11在雌蕊中表达量显著高于其他花器官,且在胚珠败育关键时期(花蕾纵径8.1~15.0 mm),可育花雌蕊中表达量极显著高于败育花雌蕊;构建PgAGL11过量表达载体,利用农杆菌介导法侵染野生型拟南芥,转基因拟南芥花表现为雄蕊变短,花瓣变小,花柱变长,柱头表面乳突状物质变长。本研究确定了石榴雌蕊败育的关键原因及时期,并初步证明了PgAGL11可能在石榴雌蕊败育过程中发挥重要作用。     

红球姜花芽发生和发育的研究

 采用石蜡切片法、扫描电镜以及立体解剖镜观察了红球姜(Zingiber zerurnbet)花芽的形态发生和结构发育过程。研究表明：红球姜花芽分化从4月底开始分化苞片原基至6月中旬心皮原基形成历时约1个多月。其过程可分为9个时期：花序原基分化期、苞片原基分化期、花蕾原基分化期、苞叶原基分化期、花萼原基分化期、花瓣原基分化期、雄蕊原基分化期、雌蕊原基分化期、花药和胚珠分化期。球果状花序分化从最下部的小花开始依次向上进行。     

‘厚瓣金桂’桂花花芽形态分化的研究

 采用石蜡切片法观察了‘厚瓣金桂’桂花(Osmanthus fragrans‘Houban Jingui’) 花芽形态分化过程。研究表明: 厚瓣金桂花芽分化从4 月中旬开始分化苞片原基至8 月底心皮原基形成历时约4 个月,其过程可分为苞片分化期、花序原基分化期、花蕾原基分化期、顶花花萼分化期、花瓣分化期、雄蕊分化期和雌蕊分化期7 个时期。其中, 苞片分化期和雄蕊分化期历时长, 分化较慢, 其它时期历时短, 分化较快。聚伞花序的中间顶花先分化, 需时长, 侧花后分化, 需时短, 因此各小花几乎同时完成花芽分化进程。     

黄瓜MADS-box基因家族生物信息学分析及CsMADS-box AGL62的克隆

分别以全雌系D1104-2-4、强雌系D1158♀-2、雌雄异花同株D0528-2为母本,与1个雌雄异花同株父本D0708-2杂交获得杂种一代,调查开花初期、根瓜期、盛果期3个时期雌性相关农艺性状,筛选出差异显著的组合进行转录组测序分析进而分析黄瓜杂交组合间MADS-box家族的差异基因。结果表明:以全雌系D1104-2-4为母本的杂种一代C15-114在雌花数、雌花节率上均具有超亲优势,3个杂交组合F1均具有早熟的中亲优势。转录组分析结果发现,以全雌系D1104-2-4为母本的杂种一代基因表达情况显著的偏向母本,挑选的37个黄瓜MADS-box家族基因只有6个与母本有表达差异,17个与父本有表达差异。生物信息学分析并命名了1个差异最显著的基因Cs MADS-box AGL62,该基因全长745 bp,编码187个氨基酸,编码的蛋白属于线粒体中不稳定的亲水性跨膜蛋白,NCBI比对结果表明该蛋白是1个转录因子,系统进化分析发现其与甜瓜中AGL62同源性最高,在黄瓜中该蛋白和其他黄瓜AGL62亚型属于同一分支并且属于I型。     

早实核桃花器官发育的解剖学研究

 通过形态解剖方法,观察早实核桃品种‘香玲’第1次开花的雌花芽和雄花芽发育特点,结果发现：在山东泰安地区,早实核桃‘香玲’雌花芽的分化从5月上旬—中旬进入形态分化临界期后,历经雌花花序分化期、花柄原基和雌花原基分化期、花被原基分化期、苞片原基分化期、花萼原基分化期、花瓣原基分化期、雌蕊原基分化期和胚珠分化期;个别雌花原基还能分化出花瓣原基和雄蕊原基,雌花花瓣原基和雄蕊原基在随后的发育过程中退化。在晚实核桃品种‘青林’雌花发育过程中没有发现花瓣原基和雄蕊原基的分化。‘香玲’核桃雄花芽的分化从4月上—中旬次第进入雄花序分化期、雄花原基分化期、花萼原基分化期、雄蕊原基分化期、花药分化期、花粉囊和花粉粒形成期。     

The effect of sucrose on the expression of the VvTFL1 and VFL genes during flower development in the “Xiangfei” grapevine

VFL and VvTFL1 genes expression patterns and the effects of sucrose on the expression of VFL and VvTFL1 genes in different organs of the “Xiangfei” grapevine (Vitis vinifera L.) were investigated. VvTFL1 gene expression was detected in the meristem of the apical bud and lateral bud, but was not detected during inflorescence differentiation and flower organ development. After sucrose treatment, VvTFL1 gene expression increased in the apical bud, but decreased in the lateral bud. These results suggested that the VvTFL1 gene might be mainly involved in the apical growth process of shoots, and exogenous sucrose had an effect on the VvTFL1 gene by increasing shoot apical meristem initiation of apical buds. The VFL gene was expressed primarily during inflorescence differentiation and early flower organ development, but it gradually reduced in later flower development. After sucrose treatment, VFL gene expression increased in the inflorescence and small or middle flower, but a little change was seen in the large flower. These results suggested that the VFL gene plays important roles in the initiation of inflorescence meristems and the morphological formation of flower organs. Exogenous sucrose had an effect on VFL gene expression at the early stage of flower development.