金钗石斛春化诱导基因DnAGL19-LIKE在开花过程中的功能及其调控机制

金钗石斛是濒危的野生花卉和药材资源和Ⅱ级保护植物,具有极高的经济价值。人工繁殖金钗石斛时往往需要通过人工春化处理促进开花和调节生长。然而春化作用调控金钗石斛开花的分子机制鲜见报道。不同类型的植物如拟南芥、水稻和小麦之间存在开花控制途径的分化，暗示金钗石斛可能具有特殊的的调控机制。本课题拟以春化诱导表达的DnAGL19-LIKE基因为切入点，在明确该基因调控开花的功能的基础上，从两个层次上展开研究：一是通过筛查和鉴定DnAGL19-LIKE基因的上下游基因及相互之间的调控关系，构建金钗石斛特有的AGL19途径和基因网络； 二是探索DnAGL19-LIKE基因的表观修饰尤其是组蛋白甲基化对该基因转录活性的调控。本研究结果可望揭示金钗石斛特有的AGL19同源途径的基因网络,明确关键基因的转录调控模式，初步阐明春化作用调控金钗石斛开花的特殊机制，同时为通过分子育种培育新品种提供基因储备和理论支撑。

金钗石斛是春石斛类观赏花卉的杂交母本，是我国特有的原生种；其开花特征是需要经历一段时期的相对低温然后在温暖的季节开花。虽然石斛的开花特征与多数温带类谷物相似，但其分子机制是否类同尚未了解。本研究项目以前期推测的DnAGL19调控开花的模型为原假说，利用模式植物拟南芥构建超表达植株、定量PCR等技术验证和细化DnAGL19调控开花的途径，获得了以下主要进展：（1）证实了DnAGL19可以在拟南芥体内微弱但显著地缩短抽薹时间，促使开花提前。（2）DnAGL19在春化/非春化条件下，差异性调控HOS1的表达，从而控制FT的表达，以调控开花进程。（3）金钗石斛DnAP1基因与拟南芥AP1基因功能相似，可以促进开花和花器官形成。（4）对金钗石斛DnSIZ1、DnHDT1、DnEMF2和DnFCA等与转录后加工、蛋白质修饰或染色质表观修饰相关的基因的功能展开了初步研究，证实这些基因在开花过程中发挥作用。本研究不但证实了先前DnAGL19促进开花的假设，而且进一步细化了DnAGL19途径的中间成分为HOS1-FT和AP1，新的模型较好地解释了金钗石斛冬季春化春季开花的特征，同时证实金钗石斛与温带类谷物、双子叶植物调控开花的模式有一定的保守性，也有其进化的特殊性。