菘蓝（Isatis indigotica Fortune）是一种两年生草本植物,入药部分为叶和根,分别被称为大青叶和板蓝根。由于花发育会影响叶片的生长,所以抑制崧蓝植株的生殖生长过程有利于提高叶片的产量。但在繁育种子时,又需要植株尽快地进入生殖生长阶段。MADS-box家族的B-类花同源异型基因主要参与花瓣和雄蕊的形成。雄蕊可以产生花粉,所以B-类花同源异型基因对种子和果实发育起着十分关键的作用,对这些基因的功能进行研究具有重要的价值。本工作以菘蓝花序为材料克隆了IiAP3和IiPI两个基因,并对它们的功能进行了鉴定。本工作取得的研究结果如下:（1）克隆得到IiAP3和IiPI的开放阅读框序列（ORF）,长度分别为699 bp和627 bp;这两个基因是属于MADS-box家族的B-类花同源异型基因。（2）系统进化分析结果表明,IiAP3和IiPI与拟南芥At AP3和At PI高度同源,编码产物IiAP3包含一个PI-derived基序（motif）和一个eu AP3基序,IiPI包含一个PI基序。（3）PSORT预测显示IiAP3和IiPI两个蛋白质定位在细胞核内,随后进行了亚细胞定位实验和组织特异性表达分析;利用绿色荧光蛋白作为标签在原生质体中进行瞬时表达,结果证实IiAP3和IiPI蛋白确实定位在细胞核中;IiAP3和IiPI主要在花中表达,m RNA丰度最高的花器官为雄蕊和花瓣,说明IiAP3和IiPI参与了第二轮和第三轮花器官的形态建成过程。（4）构建了p CAMBIA 1302-IiAP3、p CAMBIA 1302-IiPI、pRI101-AN-IiAP3、pRI 101-AN-IiPI双元表达载体以及基于pRI 101-AN的结构域互换双元表达载体,采用农杆菌介导的浸花法将菘蓝IiAP3和IiPI基因以及它们的结构域互换基因整合到拟南芥基因组中,筛选得到过表达转基因植株和回补转基因植株,通过表型观察确定了两个基因的功能。（5）利用病毒诱导的基因沉默技术（VIGS）分析了IiAP3和IiPI在m RNA水平被下调以后对崧蓝植株生长和花发育过程的影响,结果表明降低IiAP3基因的表达水平会造成雄蕊数量的减少,部分花出现败育现象;降低IiPI基因的表达水平后,萼片、花瓣和雄蕊的数量减少,甚至出现了不完全发育的雄蕊和花瓣,存在败育现象。（6）利用酵母双杂交技术检测了IiAP3和IiPI与E-类蛋白的相互作用。本工作通过对转基因植株进行表型观察,证明IiAP3和IiPI主要控制第二轮和第三轮花器官的形成。IiAP3在拟南芥中的异位表达可以使雄蕊和柱头在表型上发生变化。雄蕊由标准的“四强两弱”转变为“五强一弱”,甚至出现六个长度一样的雄蕊;柱头和心皮开裂,使得胚珠暴露出来。此外,IiAP3过表达植株会产生弯曲的角果,种子大量败育。在IiPI过表达转基因植株中,萼片向花瓣转变并向外展开,产生了萼片和花瓣的嵌合组织。在不同的回补转基因植株中,均观察到不同程度的花瓣以及雄蕊的恢复现象。在ap3-6纯合突变体遗传背景下的35S::IiAP3转基因株系中,花的第二轮位置产生了部分正常的花瓣;但是,IiAP3在ap3-6突变体中的过量表达可以挽救花的第三轮器官,形成雄蕊。在ap3-6纯合突变体遗传背景下,IiAP3和IiPI嵌合基因未能实现完全回补;在有些株系中雄蕊的数量完全得到回补,但是这些雄蕊只能产生少量花粉粒,其他株系仅仅回补产生了两个雄蕊;花瓣也只能被部分回补,数量在2-4个之间,并且形态与野生型花瓣不同,比较狭小;还有部分转基因植株出现花瓣错位,雄蕊融合到了一起的现象。在pi-1纯合突变体遗传背景下的35S::IiPI转基因株系中,花的第二轮位置产生了正常的花瓣,但是花的第三轮花器官没有得到完全回补,且雄蕊发育不完全正常;雄蕊由花丝和花药组成,但在35S::IiPI回补植株中有些花仅仅实现了花丝的回补;由于雄蕊不能产生花粉粒,以致于大部分花出现不育表型;在一部分35S::IiPI回补植株中,可以观察到雄蕊和雌蕊嵌合组织,花丝紧紧地贴在心皮上,花药呈绿色囊状。综上所述,本工作主要克隆了菘蓝的B-类花同源异型基因IiAP3和IiPI,并确定了它们在生殖生长过程中的功能,得到的结果对于通过促进开花以提高种子繁殖能力以及通过推迟花期以增加叶片产量具有重要的指导意义。