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洋葱(Allium cepa L.)是百合科、葱属的二年生蔬菜,属于异花授粉作物,原产于亚洲西部,不仅是我国的主栽蔬菜同时也是我国重要的出口蔬菜。多种环境因素会影响到洋葱的生长以及发育,光是其中最为重要的一种环境因素,调控着洋葱的光形态建成。在适宜的光周期下,洋葱第一年形成鳞茎,冬贮春化后,次年在适宜的光照条件下,开花结实衰老直至死亡。在植物光形态建成的过程中涉及众多光受体,例如隐花色素(Cryptochrome)、光敏色素(Phytochrome)和向光素(Phototropin)等。其中隐花色素是高等植物主要的蓝光受体,调控着植物一系列的光响应反应,包括抑制下胚轴伸长、调节开花时间、促进花青素积累及种子休眠等。当前,在模式植物拟南芥中对隐花色素的研究已较为深入,但其在洋葱中的调控机制尚未明确。为了进一步了解隐花色素在洋葱光形态建成中所发挥的作用,本试验克隆了AcCRY1基因,进行了亚细胞定位、酵母双杂交试验。并构建了由35S启动子驱动的p221-3300-AcCRY1植物过表达载体,利用蘸花法转化拟南芥,通过观察转基因株系的表型变化来分析其功能,初步探讨了洋葱隐花色素基因AcCRY1在光形态建成中的调控作用。主要试验结果如下:(1)依据洋葱的转录组测序结果设计引物,以洋葱自交系SA2营养生长时期叶片的c DNA为模板,克隆了AcCRY1基因,该基因CDS序列全长为2082 bp,编码693个氨基酸。(2)利用生物信息学相关网站和软件进行分析,发现AcCRY1存在PHR(DNA photolyase和FAD binding 7)结构域及CCE(cryptochrome C)结构域。对洋葱和其它作物CRY氨基酸序列进行同源比对及系统发育树分析,结果表明,洋葱AcCRY1与石刁柏Ao CRY1(Asparagus officinalis L.)最为接近,氨基酸序列的一致性较高,聚在同一分支上。经与其他物种的CRY氨基酸序列多重比对分析发现PHR结构域较为保守,而CCE结构域则相对多变。(3)构建p GFP-AcCRY1载体,利用农杆菌介导烟草的瞬时转化进行基因的亚细胞定位,结果表明AcCRY1定位在细胞膜上。(4)构建AcCRY1的植物过表达载体p221-3300-AcCRY1,转化至农杆菌GV3101中,利用蘸花法转化哥伦比亚野生型拟南芥及拟南芥cry1突变体。对野生型、cry1突变体、转基因株系进行长日照以及短日照处理。在长日照条件下,cry1突变体开花时间延迟,而过表达AcCRY1可以互补这种表型。在短日照条件下,过表达AcCRY1的株系开花时间与野生型和cry1突变体拟南芥的开花时间无显著差异。(5)将拟南芥野生型、cry1突变体以及转基因的拟南芥幼苗分别在白光、蓝光、红光和黑暗下进行处理并对其下胚轴长度进行分析。结果显示在蓝光条件下,与野生型相比AcCRY1转野生型植株(AcCRY1-OE-WT)下胚轴短缩,但与野生型无显著差异;在蓝光和白光条件下,与cry1突变体相比,AcCRY1转cry1突变体植株(AcCRY1-OE-cry1)的下胚轴显著变短;而在黑暗和红光条件下,AcCRY1-OE-WT、AcCRY1-OE-cry1、cry1突变体及WT之间无明显差异。(6)酵母双杂交试验表明,洋葱的AcCRY1与AcCOP1、Ac SPA1蛋白互作,这说明在洋葱中AcCOP1、Ac SPA1很有可能参与了CRYs所调控的蓝光信号转导。为进一步研究洋葱中光信号转导的分子机制指明了方向。综上,AcCRY1可以响应光质与光周期处理,并在洋葱的光形态建成中发挥着重要作用。本研究为进一步研究AcCRY1的功能及其在品种改良的应用提供了理论基础,将会在洋葱重要农艺性状的定向改良中起到一定的作用。