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CAL(cauliflower)基因是一个重要而特别的花发育相关基因,编码255个氨基酸的30kDa蛋白。花椰菜(Brassica oleracea var.botrytis L.)和结球甘蓝(B.oleracea var capitata L.)是芸薹属甘蓝种的两个变种,前者的bobcal基因由于基因的终止突变失去了原有的功能,而后者的BoCAL基因具有完整的生物学功能。将甘蓝BoCAL基因转入花椰菜,有可能对突变的bobcal基因的表达有重要影响。本研究以T2代的转BoCAL基因花椰菜株系为主要试材,对BoCAL基因的表达及其遗传进行研究。其结果如下: 1.转基因花椰菜的T1代、T2代和T3代都没有形成花球,只形成松散的由花蕾组成的绿色花序。所结“花球”不停滞在茎端分生组织的发育阶段,而直接发育成松散的由花蕾组成的绿色花序,组成花球的不是花分生组织,而是处于不同发育阶段的花蕾。刚出现时“小花球”也呈现出白色,大小如拇指,体积也不再增大,但很快变黄转绿,并进入抽生花薹阶段;转BoCAL基因花椰菜较对照花椰菜有更强的形成叶球的趋势,表现有不同级别的球叶。这一结果说明,甘蓝BoCAL对花椰菜bobcal的表达有影响,导致转基因花椰菜失去形成花球的能力。 2.BoCAL使得转基因花椰菜花序发生时间大大提前,对照花椰菜在播种后180d开始分化,比转基因花椰菜晚45d。相应的,对照花椰菜与转BoCAL基因花椰菜的F1代植株花序发生和开花时间介于两亲本之间。BoCAL基因使花椰菜开花时间有明显提前的作用。 3.对T2代转基因花椰菜的遗传研究表明,叶型指数、趋变类型的H(花椰菜型)、HG(结球甘蓝带有花椰菜性状型)、GH(花椰菜带有结球甘蓝性状型)、叶色的深浅(深绿色、绿色和浅绿色)和叶片成球性(结球、半结球、不结球)都以1:2:1的比例进行遗传。说明BoCAL基因对花椰菜的内源bobcal基因有互补性。叶缘波纹的有和无,心叶拧向(不拧向与拧向)均符合孟德尔3:1规律遗传。外叶翻向在P1(转BoCAL基因花椰菜株系1)和P2(转BoCAL基因花椰菜株系2)中按3:1比例遗传,而在P3(转BoCAL基因花椰菜株系3)中不按3:1的比例遗传。叶面(平滑、皱缩),叶柄和生长锥(绿色、紫色),全叶(全叶、非全叶),叶尖(失绿、非失绿)以1:1的比例进行遗传。但叶形(圆形、圆锥形、卵圆形)和蜡粉(多、中、少)不符合孟德尔1:2:1或3:1的比例。 4.转BoCAL基因花椰菜的形态也表现出一定的遗传多态性,说明BoCAL基因作用的多样性及遗传的复杂性。 5.PCR、Southern杂交和抗卡那霉素筛选表明,外源BoCAL基因已经转入受体植物并且是单位点插入,并且符合孟德尔单显性基因的遗传。