赤霉素和茉莉酸对十字花科植物育性的影响及其串扰作用分子机制

我们的前期实验表明：赤霉素及茉莉酸影响十字花科植物的开花期、花器构造与育性。拟开展的这项研究以十字花科拟南芥（模式植物）与油菜（经济作物）为研究对象探讨两种植物激素（1）对开花时期、花器官发育、种子脂肪酸组分等的影响；（2）对 "ABCDE"同源异型转录因子、MYB家族基因、以及激素合成与信号传导途径关键基因转录水平的影响；（3）对花器官组织基因组转录本的影响；（4）两种激素对育性影响的串扰作用（Cross-talk）；及（5）选择关键基因位点，在油菜诱变后代群体中进行DNA等位变异与花粉粒数量、质量、花药开裂特性、胚与胚乳的发育、脂肪酸组分等育性性状进行关联分析。在化学诱变后代群体中筛选激素合成受阻型油菜雄性不育突变体，并应用于创造新型杂种优势利用体系。通过比较油菜与拟南芥在"赤霉素与茉莉酸对育性影响的分子机制"上的异同，充分理解应用模式生物的信息来类比近缘经济作物的有效性与局限性。

在项目期间，我们（1）探明了赤霉素（GA）与茉莉酸（JA）对于开花时期、花器官发育、种子脂肪酸组分的影响及其剂量效应，发现JA显著地影响开花时期，GA与JA均显著地影响花器官的发育以及种子脂肪酸的总量与脂肪酸组成；（2）分析了GA与JA对花组织“ABCDE”基因、MYB家族基因以及激素合成与传导途径关键基因的表达，这些基因包括“ABCDE模型”中“A”组基因BnaA. AP1.a, BnaAP2.a; “B”组基因BnaA. AP3.a, BnaPI.a; “C”组基因BnaA. AG.a, BnaKNAT2.a; “D”组基因BnaA.AGL11.a, BnaSHP1.a, BnaSHP2.a,; “E”组基因BnaA. SEP1.a, BnaSEP2.a, BnaA.SEP3.a; “MYB”家族基因BnaA.MYB21.a, BnaA.MYB24.a, BnaA.MYB28.a, BnaA.MYB27.a; GA合成基因BnaA.GA1.c; GA传导途径基因BnaARGA.a, BnaA.RGL2.a；JA合成基因BnaA.OPR3.a，BnaA.DAD1.a；JA传导途径基因BnaA.COI.a，通过定量PCR技术测定上述基因的转录水平、分析其与各类花器异常的关系；（3）研究了GA与JA对花组织转录本的影响，通过基因芯片实验，鉴定了受到GA与JA显著上调与抑制的基因及它们属于的基因家族，了解其对特定生化途径的影响、与育性、种子脂肪酸组分的关系，明确了分别受到GA，JA以及俩者共同作用的基因；（4）在全基因组水平上，比较了拟南芥与油菜受GA与JA处理后基因表达谱变化的相似与不同；（5）通过EMS诱变创造JA合成受阻型油菜雄性不育突变体，这类突变体在喷施外源JA下，育性能受到不同程度的恢复；（6）在M2代DNA库中，扫描了一些与育性相关基因位点等位多态性变化，并将这些变化和花粉粒数量、花药开裂特性、花丝长度、胚与胚乳的发育、种子脂肪酸组分等性状进行关联分析。..项目期间一共发表了（标注该项目资助的）SCI论文7篇，其中第一标注该项目的论文7篇，（影响因子大于7.0两篇）； 培养（毕业了）11位研究生，其中7位博士；培养了2位博士后。项目期间主办国际会议1次，协办3次；受邀作国际会议主旨报告1次；一般国内外学术报告9次。