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开花是植物生长的重要阶段,开花时间调控的研究在植物育种和农业生产中有着非常重要的意义和应用价值。拟南芥中影响开花时间的途径主要有4条,其中FLOWERING LOCUS C(FLC)是重要的枢纽因子。作为重要的芸薹属蔬菜作物,大白菜(Bassica rapa L ssp.pekinensis)的育种和春季栽培备受关注,而且其基因组与拟南芥有明显线性关系。大白菜中多拷贝的同源基因功能冗余还是各有分化,尚待定论。气体信号分子硫化氢(H2S)在植物领域的研究进展飞快,在植物体中有多种生理功能,包括多种生长发育调控和非生物胁迫响应等。本文以大白菜为实验材料,探讨BrFLCs的时空表达模式和功能分化,以及H2S对BrFLCs时空表达模式的调控。实验结果表明:1.大白菜BrFLCs有不同的时空表达模式。BrFLC1、BrFLC2和BrFLC3与AtFLC的发育时期特异性表达模式一致,前20 D表达水平明显较高,之后表达量迅速下降,而BrFLC5在整个实验期间表达水平差异不大,初步决定了同源基因间的功能差异。BrFLC1只在叶中表达;BrFLC2在茎中表达较高;BrFLC3的表达量最高,但组织特异性差异不明显;BrFLC5表达量不高,而且组织特异性亦不明显。BrFLCs的不同表达模式可能与其功能分化相关。2.外源H2S处理后,大白菜表现出早花表型。经H2S外源供体NaHS处理后,BrFLCs的表达整体下调,在处理的前20 D下调作用最为明显。其中,BrFLC2在处理后的下调作用最明显。由于H2S蛋白水平硫巯基化(S-sulfhydration)作用途径广被认可,因此猜测H2S也可能通过蛋白水平硫巯基化调控BrFLCs的功能。3.通过遗传转化手段获得flc3 BrFLCs-HA突变株系,经ChIP-qPCR实验分析,得BrFLCs可以与AtFLC多个下游基因CArG-box有不同程度的结合。BrFLC1与FT结合作用较强;BrFLC2与FT和SOC1互作;BrFLC3与开花调控途径和营养生长调控基因均有互作;BrFLC5与SPL15作用较强。BrFLCs的功能与其基因转录水平表达的时空特异模式相互呼应,证明了BrFLCs有不同的功能分化,不是单纯的冗余。综上所述:大白菜中FLCs拥有不同的时空特异性表达模式,其中BrFLC3的表达量最高;外源H2S处理可以促使大白菜提前开花;外源H2S在转录水平对BrFLC2的调控作用较为明显,而且在叶片中调节作用最强;外源H2S不仅可以在生殖发育阶段调控BrFLCs功能,而且在营养发育阶段亦有调控作用;4个BrFLCs基因均有恢复拟南芥flc3突变体早花表型的能力,其中BrFLC13可以完全恢复,而BrFLC5只能部分恢复;BrFLCs可以不同程度结合下游基因,功能有所分化。