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近年来根据对模式植物拟南芥、金鱼草等遗传突变体的研究,逐渐建立起了花发育的基因调控网络模型,成花诱导以及花发育的分子遗传机制成为了植物发育生物学的研究热点。A类基因APETALA1(AP1)不仅是花器官特征基因,同时还是花分生组织功能基因,能影响花瓣的发育以及整个花序的形态。本文以拟南芥花发育异常株系(AFDL)为研究材料,以野生型为对照,运用杂交、RT-PCR、AP1补偿实验、GUS组织化学染色以及基因芯片等技术手段研究了花特征基因APETALA1的调控机理,得到以下结果:1、遗传分析表明AFDL株系AP1表达降低并非由其它基因变异引起。AFDL是一个花瓣缺失并且花序分生组织十分强烈的突变体,有时还表现出多主茎融合的连体茎和多侧枝的丛生茎。将AFDL分别与野生型拟南芥、ap1-5、ap1-8以及ap2-1进行杂交,根据F1代群体表型以及F2代性状分离比确定AFDL的花异常表型是单隐性基因作用的结果。开花途径中AP1上下游基因的表达结果说明其下游基因的表达变化与AP1表达下降相吻合,但AP1的表达量下降可能由未知途径所调控。2、分离克隆AFDL与野生型拟南芥的AP1启动子-3579bp片段以及编码区,测序结果显示两者在启动子区以及编码区没有任何核苷酸水平上的差异,这表明AFDL中的AP1基因序列并没有发生改变,而是在转录水平上受到了抑制,这种抑制作用很有可能是由表观修饰所引起的。AP1启动子元件分析发现除转录必须元件外,还含有一些对环境胁迫以及外界环境刺激的应答元件,并且在起始密码子之前的-2999bp、-1492bp以及-18bp位置上存在3个结合MADS蛋白的CAr G box元件。3、以AFDL为材料,构建了p CAMBIA1304-35S::AP1、p CAMBIA1304-1752CAr G1+2::AP1、p CAMBIA1304-1752 CAr G1::AP1、p CAMBIA1304-1379 CAr G2::AP1以及p CAMBIA1304-1379△CAr G::AP1五种补偿载体对AFDL进行基因补偿。从转基因T1代植株恢复性状的强弱分布得知CAr G box1以及CAr G box2是抑制因子的结合位点,在AP1表达中起负调控作用,但并不是决定AP1是否表达的关键元件;构建了分析CAr G box对AP1表达模式影响的表达载体p CAMBIA1304-35S::GUS、p CAMBIA1304-1752CAr G1+2::GUS、p CAMBIA1304-1752 CAr G1::GUS、p CAMBIA1304-1379 CAr G2::GUS以及p CAMBIA1304-1379△CAr G::GUS,从GUS表达模式结果得知:CAr G box1和CAr G box2对AP1的表达模式没有明显的影响,在AP1起始密码子之前的-1752bp范围之外还存在影响AP1特异表达的元件使得AP1能在在心皮、角果以及果荚中表达。4、AFDL基因芯片结果表明花发育异常株系在营养生长时期大部分表达差异显著的基因参与了感应并应答外界如光质及光周期、温度、水分胁迫、盐胁迫等以及内源激素刺激的生物过程才外还有部分参与糖类、淀粉等碳水化合物代谢等过程的基因也发生了表达变化;而在抽薹后的花序中大部分变化的基因参与了花发育、分生组织特性维持、分化等生物过程。该材料及其基因表达谱为研究成花诱导及花发育过程的调控网络提供了有价值的参考。5、从AFDL芯片表达数据中挑选出多个表达差异基因并构建相应的表达载体,其中p MDC32-AT1G56300以及p H7G-AT1G65490的转基因植株出现了多主茎融合的连体茎和多侧枝的丛生茎,并且伴随着根发育缓慢,侧根多、根毛少的表型,该表型与少量的AFDL类似,RT-q PCR实验表明其基因表达关系与表型相吻合。这两个基因可能与胚胎发育时期分生组织的形成与分化相关,也揭示了花发育与维管发育之间存在一定的联系。