中国水仙(Narcissus tazetta var.chinensis)是传统十大名花之一,以其独特的形态和香气为人们所熟知,具有较高的观赏、文化和经济价值。中国水仙为三倍体,遗传背景复杂,在一定程度上限制了其育种和相关理论的研究。对于花卉植物而言,成花是最为重要的过程,但目前关于水仙成花分子机制的研究很少,本研究利用illumina技术对中国水仙’金盏银台’的花芽进了高通量转录组测序,通过对数据的生物信息学分析发掘出多个与中国水仙花芽分化关系密切的基因,在此基础上选择了其中部分基因,进行了不同组织器官和花芽不同分化时期的表达模式分析;克隆了中国水仙成花相关基因SOC1和AGL6的同源基因,进行了表达模式和转基因分析。主要研究结果如下:1.中国水仙成花基因的筛选利用illumina高通量测序技术对中国水仙的主芽进行转录组测序,共得到 289,544 条 Transcript 和 123,544 条 Unigene,有 36,059 条Unigene能比对到7个数据库中,从中筛选出90个与中国水仙开花相关的基因。2.中国水仙成花基因表达分析利用荧光定量PCR技术分析了 11个从中国水仙转录组数据库中鉴定出的与成花调控密切相关的基因。在中国水仙成花诱导阶段,DELLA、GA2ox、SPY、TOE2基因在叶芽期表达量较高,随着分化的进行表达量逐渐降低。EMF2表现出先降低后升高再降低的趋势,FT1在花芽分化过程中呈现逐渐升高后又降低。AP1基因在分化前期表达量变化不明显,在7月底达到了峰值。SVP基因则在分化的过程中呈现先降低后升高的趋势。SPL3和SPL9基因在分化前期降低,当分化正式开始后逐渐升高,并且都在7月30日到达峰值。DELLA在水仙的叶片中的表达量最高,在鳞茎中表达量最低;GA2ox主要根和花蕾中表达;2个SPY同源基因在不同组织的表达相对一致,都是在叶片、花蕾和开发的花中表达量较高。EMF2在开放的花、叶片、花蕾、根、鳞茎表达量依次降低。FT1在叶片中的表达量最高;AP1在花蕾中有相对较高的表达量;SVP基因在根和花蕾中的表达量较高。SPL3在开放的花中表达量最高;SPL9在叶片中表达量最高;TOE2在根、叶片、花蕾和花中表达量较高,尤其是花蕾。3.中国水仙SOC1基因的克隆、表达和功能分析本研究利用RACE和RT-PCR技术获得了中国水仙SOC1同源基因NtSOC1的全长。荧光定量分析表明NtSOC1基因在中国水仙叶片和根中的表达量较高,在花芽分化过程中表达量呈现先升高后降低的趋势,其中NtSOC1的表达量在7月底达到峰值;通过农杆菌介导转化洋葱内表皮对编码蛋白进行亚细胞定位,结果表明NtSOC1基因编码蛋白位于细胞核;将NtSOC1进行烟草的遗传转化,获得了 7株转基因植株,都表现出不同程度的早花现象;对转基因植株进行表达分析发现烟草自身AP1和LEAFY基因的表达量均比对照组中的表达量要高,表明MSOC1促进了烟草的AP1和LEAFY基因的表达,进而促进成花。此外,还观测到转基因植株花型和花色等表型出现了明显变化。综上说明中国水仙的SOC1基因与花期调控及花发育相关。4.中国水仙AGL6基因的克隆、表达和功能分析AGL6在成花诱导和花器官发育中发挥重要的作用,本研究通过RT-PCR技术获得了中国水仙AGL6的同源基因NtAGL61,聚类结果显示NtAGL6与多个单子叶植物AGL6基因亲缘关系较近。NtAGL61基因在花蕾和开放的花中表达量较高,在水仙花芽分化过程中的表达量先升高后降低,在7月下旬达到峰值。亚细胞定位分析发现NtAGL61基因编码蛋白位于细胞核,将该基因转入烟草发现转基因植株均出现早花现象,早花的程度与NtAGL61基因在烟草中的表达量成正相关;荧光定量分析发现NtAGL61基因促进了烟草中AP1、SOC1和LEAFY基因的表达,使烟草开花提前。此外转基因烟草植株出现了花瓣形态变化,雌雄蕊发育异常等现象。这些结果表明NtAGL61基因与成花和花器官发育有关。