植物的生长发育是一个重要而复杂的过程,研究生长发育的速度对生产应用、新品种培育具有重要意义和价值,植物激素和能量代谢相关基因在其中扮演重要角色。石竹属（Dianthus spp.）植物具有较高的观赏价值和经济价值,深受到世界各国人们的喜爱。不同石竹生长发育速度相差较大,石竹（Dianthus chinensis）‘MH’、‘X4’花蕾形成过程中生长发育速度存在显著差异。课题组前期研究发现,DcIPT1、DcTOM40、DcMFDX2基因在石竹花发育过程中,通过调节能量代谢从而影响细胞分裂和发育。本研究结合转录组测序分析,对石竹中这三个基因进行解析,拟从分子水平揭示基因功能,对于探究石竹生长发育机制具有重要意义。本实验主要研究结果如下:1.根据石竹遗传图谱和转录组分析得到三个影响其生长发育速度相关的基因,根据其基因注释和Blastp 比对结果将它们分别命名为DcIPT1、DcTOM40、DcMFDX2。分析比较两种石竹中三个基因结构及CDS序列,发现三个基因在不同材料中均存在氨基酸点突变,包含多个酶切位点的差异。2.石竹DcIPT1基因的功能研究。鉴定发现DcIPT1为tRNA-异戊烯基转移酶合成基因,构建其GFP融合表达载体发现该基因定位在气孔保卫细胞,实时荧光定量PCR发现其在萼片和叶片表达量较高,分别构建两种材料中克隆得到的DcIPT1基因的超量表达载体,并转化拟南芥,DcIPT1-NH与DcIPT1-X4阳性苗均出现了花瓣数目增加的现象,表现为加速生长、茎秆粗壮、营养生长期延长,但DcIPT1-MH与DcIP T1-X4转基因株系表型没有明显差异。构建RNAi干涉载体,石竹‘X4’转基因株系表现为再生芽数增加、增殖效率明显提高。3.石竹DcTOM40基因的功能研究。TOM40为线粒体外膜转位酶复合体的关键成员,构建融合表达载体发现该基因定位在气孔保卫细胞,实时荧光定量PCR结果显示其在石竹‘MH’的叶、茎、雄蕊、表达量较高,在石竹‘X4’的茎、花瓣、雌蕊表达量较高。构建干涉载体转化石竹‘X4’得到阳性苗8棵,移栽下地3个月后无明显表型。4.石竹DcMFDX2基因的功能研究。鉴定得到石竹DcMFDX2—铁氧还蛋白基因,构建GFP融合表达载体进行亚细胞定位分析,发现该基因定位在气孔;实时荧光定量PCR发现其在石竹‘X4’根、茎、雄蕊表达量较高,石竹‘MH’花瓣、雄蕊、根表达量较高。构建超量表达载体,转基因拟南芥生长明显延迟,同源转化暂未获得阳性苗。