低温诱导墨兰花芽分化的基因表达谱分析及关键基因的功能研究

花期调控是花卉产业化生产过程最为关键的技术之一。墨兰是我国产业化生产规模最大的国兰，然而有关其花期调控方面的基础研究基本上还是空白，致使其花期调控技术远落后于蝴蝶兰等其它花卉，这已严重制约其产业化的进一步发展和其生产效益的进一步提高。因此研究墨兰花芽分化的机理，从而为其花期调控技术的研发奠定基础已显得非常紧迫。我们的初步研究结果表明低温处理能促进墨兰提前开花，本项目拟在此基础上开展以下研究：（1）利用第二代测序技术对墨兰进行转录组测序、数字基因表达谱测序，并开展生物信息学分析，获取高通量的墨兰花芽分化过程中的基因表达信息（2）以生物信息分析为基础，分离鉴定花分生组织特异性基因和春化途径中的关键花时调节基因，通过表达分析和转基因功能验证，明确这些基因的功能及其调控网络。本项目的实施，将阐明决定墨兰花芽分化的分子机理，从而为墨兰的花期调控提供理论指导。

墨兰是我国传统铭花，也是产业化规模最大的国兰，然而有关其成花机理研究还是空白。本项目对墨兰进行了转录组测序，并深入开展生物信息学分析，获得高通量的基因表达信息库和主要的生物学路径。而且，也获得120个开花相关的unigenes, 73个MADS-box和7个CONSTANS-Like基因。对不同发育时期的墨兰进行数字基因表达谱测序，比较分析获得墨兰花发育关键差异基因库，这些数据有助于更好地理解墨兰花发育的的分子机理。在花发育关键基因库中，筛选克隆了光周期途径中的关键基因CONSTANS-Like 和开花整合基因FT，比较研究了它们在不同种国兰中的表达特性和对光周期的响应机制，结果显示不同国兰的CONSTANS和FT对光周期的响应机制不同，而且，它们的功能也不同，墨兰的CsCOL1和建兰的CeCOL在长日照下促进阿拉伯芥开花，春兰的CgCOL延迟阿拉伯芥开花，说明光周期影响墨兰、建兰和春兰花发育的机制不同；而三种国兰的FT都明显促进开花。. 该项目首次构建了墨兰的转录组数据库和花发育关键基因库，首次提出光周期对国兰花发育的影响机制。本项目的实施，为墨兰的花发育奠定了良好的基础。这些数据也是研究兰花的花发育和其他各种生物学机制的重要资源。该项目已经发表两篇SCI论文，授权三个发明专利。