植物从营养生长向生殖生长转变的成花过程,不仅关系着物种的延续,而且与人类生活紧密相关。普通白菜(Brassica rapa ssp. chinensis; Brassica campestris ssp. chinensis Makino)属于十字花科芸薹属,原产于我国,全国各地均有栽培,近年来在亚洲其它国家,北美和欧洲一些国家引种栽培,已逐渐成为世界性蔬菜。目前大白菜基因组测序完成和基因注释信息的不断丰富为普通白菜和白菜类其它蔬菜开花研究提供了有利条件,尽管芸薹属蔬菜花期分子调控陆续有少量研究报道,但相比模式植物拟南芥开花分子机制的研究结果仍然不够深入,因此,深入研究普通白菜成花机制,对白菜类乃至十字花科蔬菜育种均具有重要意义。本研究以普通白菜为试材,在优化普通白菜开花系统的基础上,采用石蜡切片技术和电镜扫描技术鉴定了普通白菜的花芽分化过程。运用基因表达谱技术分析普通白菜花芽分化1级与两个未分化对照的基因表达情况,从中筛选成花转变过程相关的基因和代谢通路。此外对成花转变过程中蛋白质和可溶性糖含量等进行测定并分析该过程蔗糖和淀粉代谢通路相关的差异表达基因。采用RT-PCR方法对控制花序分生组织向花分生组织转变的BrcLFY基因进行克隆、序列分析和表达研究,以期进一步完善普通白菜成花调控机理。主要研究结果如下：1.比较不同冬性的两个普通白菜自交系‘75#’和‘78#’萌动种子低温处理10 d，20d和30d的开花情况,发现低温处理时间越长,现蕾的时间越早,开花时的叶片数越少。‘75#’开花的最佳低温处理时间为20 d,而‘78#’需要30 d或更长时间。比较‘75#’品系在不同种植密度下的开花表现,发现采用50孔穴盘种植的植株早于72穴盘种植的植株,定植后70 d观察植株的开花表现,50孔种植的植株现蕾率高于72孔36.11%。因此在普通白菜开花研究中,宜选用‘75#’品系低温处理20 d,采用50孔穴盘种植。2.花芽分化是营养生长向生殖生长转变的形态标志,对普通白菜生长点进行组织切片,发现采用番红单染2h的组织结构清晰、染色效果均匀且稳定；而固绿单染时各时间梯度均不清晰；采用番红固绿对染染色稳定性也较差。采用番红单染2h的方法和扫描电镜对普通白菜的花芽分化过程进行观察鉴定,将花芽分化分为6个阶段：营养生长期、花芽分化1级、花芽分化2级、花芽分化3级、花芽分化4级和花芽分化5级。3.采用高通量测序的Illumina HiSeqTM 2500平台对普通白菜三个发育时期的顶端组织进行表达谱分析,结果表明,花芽分化1级与低温处理未分化对照样品组合1,486个差异表达基因中,上调基因505个,下调基因981个；GO富集分析显示这些基因编码的蛋白主要位于质外体、细胞壁和叶绿体等8个细胞区域,具备转录因子和氧化还原酶活性等8种分子功能,参与茉莉酸和水杨酸代谢、糖代谢和蛋白磷酸激酶合成等72种生物学过程；KEGG代谢通路分析有4条路径显著富集；与大白菜开花基因进行比对发现有18个大白菜同源开花基因。对上下调10倍以上的109个基因进行详尽分析,发现有15个基因涉及生殖发育,其中Bra022565、Bra034674、Bra027530、Bra003998和Bra031255的拟南芥同源基因直接与成花转变相关,说明这些基因在白菜成花转变过程中具有一定的作用。4.比较普通白菜花芽分化1级与未低温处理对照样品的表达谱,鉴定出962个差异表达基因,其中258个表达上调,704个表达下调,倍性变化集中在2-5倍。GO富集分析显示这些基因编码的蛋白主要位于液泡、质外体和植物细胞壁等7个细胞区域。具有铁离子结合和血红素结合等5种分子功能,参与糖代谢、低温响应和氧化还原等56种生物学过程。KEGG代谢通路分析发现内质网中的蛋白质处理和黄酮类代谢途径是主要途径。与大白菜开花基因比对发现有11个大白菜同源开花基因。在表达上下调差异10倍以上的69个基因中7个与生殖发育相关,并且Bra034357和Bra000506的拟南芥同源基因直接与成花转变相关,说明这些基因可能和普通白菜成花转变有关。5.对普通白菜从营养生长到现蕾不同发育时期的蛋白质和可溶性糖含量等进行测定并分析蔗糖和淀粉代谢通路的差异表达基因,结果表明,从萌动种子到花芽分化前蛋白质、可溶性糖和淀粉含量均缓慢增加,花芽分化1级时,其含量均显著增加,持续增加到花芽分化3级,花芽分化3级后蛋白质和糖含量开始下降,直到现蕾期再次升高,但淀粉从花芽分化3级后持续下降,而相应蔗糖和淀粉代谢通路中差异表达基因的表达均有利于蔗糖和淀粉的积累,与试验测定的含量增减规律一致。6.采用逆转录聚合酶链式反应方法克隆获得普通白菜LFY同源基因BrcLFY, BrcLFY的cDNA全长1,353 bp,开放阅读框包含1,260 bp核苷酸,编码419个氨基酸。序列分析表明,与十字花科蔬菜尤其是白菜类蔬菜的同源性较高。荧光定量分析表明,BrcLFY表达量在植株营养生长时期缓慢增加,到花芽分化1级迅速增加,进入分化5级表达量最高。比较各器官的表达,花芽分化3级和初蕾期均为幼叶和成熟叶的表达量高于其它组织。分析萌动种子和5叶幼苗在低温处理0d、10d和20 d的表达,BrcLFY基因随低温处理时间延长表达量大幅增加。这说明BrcLFY的高表达有利于普通白菜花芽分化。