矮牵牛是世界各地广泛应用的花坛花卉和研究花发育的模式植物。研究矮牵牛雄蕊发育调控网络、创制雄性不育系材料可以缩短杂交育种的周期、降低生产成本,具有重要的科学和实践意义。课题组前期研究表明转录因子PhMYC2a在茉莉酸介导的矮牵牛花药发育中发挥着重要的功能。为了进一步验证茉莉酸通过PhMYC2a对矮牵牛花药发育的影响并鉴定PhMYC2a的下游调控基因,本研究观测了PhMYC2a超量表达株系OE-F-16的花药组织结构和茉莉酸甲酯处理植株的花器官表型,进一步通过花药转录组测序筛选获得了PhMYC2a的下游候选基因,并对其进行了生物信息学分析和酵母单杂验证。主要的研究成果如下:(1)与野生型矮牵牛相比,OE-F-16株系的花药畸形,无花粉粒产生且绒毡层延迟降解;PhMYC2a的表达量在0.3 cm至1.5 cm时期的花药中逐渐升高,随后显著降低。茉莉酸甲酯处理导致矮牵牛花药尺寸变小、花粉萌发率和可萌发花粉数显著降低以及PhMYC2a在花药中的表达量显著上调。(2)转录组测序各差异组的差异表达基因数量从1514个至8308个不等,它们主要富集在RNA修饰、茉莉酸介导的信号通路调控、热响应、植物激素信号转导和α-亚麻酸代谢等通路;在不同株系(OE-F-16和野生型)和不同处理(MeJA处理和对照组)的8个差异分组中获得了33个共有的差异表达基因,其中包括8个sHSP基因。定量验证结果显示12个基因在不同样本间的表达量变化同转录组数据保持一致;部分茉莉酸生物合成相关基因响应茉莉酸甲酯的刺激,部分茉莉酸信号转导相关基因则在OE-F-16植株花药中的表达量高于野生型。(3)顺式作用元件预测结果显示,8个sHSP基因的启动子上存在MYB结合元件、MYC结合元件、G-boxNeuropathological alterations元件和MeJA响应元件;基因表达模式分析表明,不同的sHSP基因在矮牵牛花药发育中的表达量变化趋势不同。酵母单杂点对点验证结果显示,PhMYC2a在酵母体内与HSP21.9、HSP26.9、HSP16.1、HSP40.8和HSP70启动子的结合呈阴性。尽管植物MYC2和茉莉酸的相关功能研究已较为深入,但多与抗性相关,且在观赏植物中的研究仍然不足。本研究利用外源MeJA处理和转录组测序,以期探究PhMYCLiproxstatin-1体外2a和茉莉酸在矮牵牛花药发育中的功能,挖掘PhMYC2a下游调控基因,完善以PhMYC2a为核心的矮牵牛花药发育调控网络。研究结果表明,PhMYC2a和茉莉酸参与调控矮牵牛花药绒毡层降解和花粉粒发育等过程;矮牵牛的茉莉酸生物合成既存在正反馈调节又存在PhMYC2a介导的负反馈调节;PhMYC2a可能通过与其他蛋白互作或直接结合外显子序列进而GDC-0068 molecular weight调控上述sHSP基因的表达。