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菊花(Chrysanthemum morifolium)是世界四大切花与我国十大传统名花之一,具有很高的观赏价值,在国际花卉贸易中占据非常重要的地位。菊花按照开花季节主要分为夏菊、秋菊和寒菊。按照对不同光周期的响应主要分为日中性菊花和短日照菊花。菊花品种繁多,但菊花的花期都有相对集中的特点。日中性菊花大多都在长日照条件的夏季开花,短日照菊花花期都集中在秋季或冬季。因此,从分子机制的层面展开菊花开花机制的研究,将有利于找到日中性菊花和短日照菊花在开花机制上是否存在差异；从根本上阐述不同菊花的开花机制,掌握菊花光周期与花芽分化的规律,将为生产上的花期调控和周年生产供应提供有力的理论依据。本文研究的主要内容与结论如下：1.FT基因在植物开花过程中发挥着重要作用,有“开花素”之称。为了研究菊花开花具体机制以及不同品种之间花期差异的原因,以秋菊‘神马’、夏菊‘优香’为材料,分别克隆了CmFT-likel (CmFTL1)、CmFT-like2 (CmFTL2). CmFT-like3 (CmFTL3)基因。通过分析发现,这三个基因在‘优香’和‘神马’体内同时存在且序列相同。CmFTL、CmFTL2和CmFTL3编码基因的长度均为525bp,编码蛋白长度均为174个氨基酸。通过与拟南芥、甜菜、水稻和莴苣的FT序列同源性比对,发现CmFTLl. CmFTL2和CmFTL3在种间相对保守。通过系统进化分析表明,它们都分布在PEBP家族FT亚家族中,说明其具有潜在的“开花素”功能。通过qRT-PCR技术分析了CmFTL1、CmFTL2和CmFTL3在菊花‘优香’和‘神马’叶片中表达变化。发现了CmFTL1在日中性菊花品种‘优香’和典型短日照植物‘神马’体内的表达模式有很大差异,在暗中断替代的长日照下的花芽分化期间高表达,而在短日照诱导下几乎不表达,几乎不参与‘神马’花芽分化进程。CmFTL2在‘优香’、‘神马’花芽分化期都出现表达高峰。CmFTL3在长日照下花芽分化期的表达量远远低于CmFTL1和CmFTL2,但参与了在短日照‘神马’的花芽分化。2.在CmFTL1基因功能研究中,对CmFTL1的亚细胞定位结果发现其蛋白产物广泛分布于整个细胞。RNA原位杂交检测到CmFTL1 mRNA在花芽分化期存在于‘优香’顶端分生组织中。拟南芥ft-10突变体为对FT基因进行T-DNA插入导致功能突变的株系,表型为晚花。对拟南芥突变体ft-10的功能回补结果表明,CmFTL1具有回补晚花表型的功能。人工干扰CmFTLl的CmFTL1-amiRNA转基因植株表现为晚花,而OX-CmFTL1超表达植株表现为早花,因此,CmFTL1是‘优香’成花诱导中重要的开花素基因。同时发现菊花体内CmFTL1存在其它4种可变剪切转录本,其中CmFTL1astE134转录本在CMFTL1的基础上缺少了第二个外显子；CmFTL1 CmFTL1astIn1-2、CmFTL1astIn1-3则是CmFTL1保留了不同长度的第一个内含子。对其进行克隆并构建了pMDC43-CmFTL1astE134、pMDC43-CmFTL1astIn1-1、 pMDC43-CmFTL1astIn1-2、pMDC43-CmFTL1astIn1-34个表达载体。通过其对拟南芥ft-10的回补实验,发现CmFTLl astIn1-1和CmFTLl astIn1-3能够对其晚花表型进行回补,经过cDNA水平的鉴定发现存在剪切前和剪切后的两种菊花CmFTL1的转录本存在,说明拟南芥能够对菊花CmFTLl基因的可变剪切转录本进行转录后加工。3.通过对CmFTL2叶片中表达变化的分析,表明CmFTL2同时参与长、短日下花芽分化进程；通过对拟南芥突变体ft-10的功能回补实验,表明CmFTL2能够对晚花表型进行完全回补。100 mM蔗糖对‘神马’喷施处理,可以发现CmFTL2能够被显著诱导表达,这一结果表明其可能通过蔗糖代谢途径参与花芽分化进程。4.通过拟南芥ft-10互补实验验证了CmFTL3具有开花素的功能。在CmFTLs克隆的过程中,发现了CmFTLps1、mFTLps2、CmFTLps3、CmFTLps44个不同的转录本。它们在序列上高度相似,仅存在18个氨基酸位点的差异。通过构建以拟南芥FT启动子驱动的CmFTLps1、2.3.4表达载体,对拟南芥ft-10突变体进行遗传转化,发现CmFTLpsl、CmFTLps2、CmFTLps3能够回补其晚花表型,而CmFTLps4不能回补。对其进行蛋白质3D建模,空间构象分析表明虽然4个CmFT蛋白的配体结合位点保守,但构象上仍然存在差异,因此导致CmFTLps4功能缺失与这4个氨基酸差异位点有关。以pGBKT7-CmFTL3为诱饵质粒,通过酵母双杂交实验寻找到了5个潜在的与CmFTL3的互作蛋白,通过功能预测表明这5个蛋白可能参与CmFTL3在细胞中／间的运输和传递。5.对二倍体菊花脑热激胁迫下的表达谱进行研究,发现了3955个显著差异表达基因,对其进行归类及总结,提出了菊花脑体内Hsps和Hsfs响应热激胁迫的网络模型。发现了与影响花期相关的7个蔗糖代谢相关基因在高温胁迫下全部受到抑制。热激蛋白CnHsp17.4由于没有本底表达且受高温特异诱导,对其启动子进行了克隆并进行了初步分析,发现了4个热激转录因子结合元件,表明该启动子具备高温条件下驱动CmFTLs基因表达能力,为培育温控菊花花期新品种奠定了基础。