1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
植物开花是一个受到多种环境因子和基因共同调节和控制的生理过程，标志着植株从这营养生长阶段转变到生殖生长阶段。单子叶植物水稻作为一种典型的短日照植物，是世界上最重要的粮食作物之一，而开花时间与作物产量有着密切的关系。明确各决定因子在水稻植株形态建成中所起的作用及各因子之间的协同调节，对进一步改良水稻株型、提升水稻产量形成潜力并最终转化为产能具有重要的指导和现实意义。
茎顶端分生组织能否转变为花序分生组织是水稻花序发育的前提。水稻开花期延迟的最典型特征是不能产生或不能及时产生花序分生组织[1]。目前，水稻开花受光周期调控的途径已相对明晰，主要通过Early heading date1（Ehd1）和Heading date 1（Hd1）这2条途径诱导其开花，其中Ehd1主要在短日照条件下，诱导FLOWERING LOCUS T（FT）like基因（如Hd3a、RFT1等）的表达促进水稻开花。Ehd1是水稻中特有的基因，在拟南芥中没有同源基因，因而Ehd1途径可能是水稻独有的开花调控途径[2]；Hd1在短日照条件下诱导FT－like基因的表达，从而促进水稻开花，长日照条件下负调控Hd3a的表达而延迟开花，且Hd1－Hd3a这一途径在水稻中相当保守[3-4]。与Hd1具有一定同源性的Ghd7（Grains number，plant heightheading date）基因也参与了水稻的开花调控。在温带地区的主栽水稻品种中，Ghd7基因功能减弱或不表达，而在热带或亚热带地区的主栽品种、野生稻，甚至杂交稻品种中，Ghd7基因的表达量很高。这类水稻品种有一个共性，即生育期均较长。这表明在长日照条件下，Ghd7与Hd1的功能具有一定的相似性，即延迟水稻开花；但不同的是两者调控的下游靶基因不一样，前者抑制Ehd1的表达，而后者则是抑制Hd3a的表达。在长日照条件下，Ghd7表达增强，抑制Ehd1基因表达，延长了花序分化的周期，最终不仅延迟开花，还导致穗轴增长，二次枝梗和穗粒数增多[5]。水稻成花素家族成员OsDTH10与Hd3a和RFT1在抽穗开花上具有相反的功能，过量表达OsDTH10延迟了水稻抽穗，表明该基因可能涉及光周期调控通路调控水稻的抽穗期[6]。
此外，在水稻中还分离了其他一些调控营养生长向生殖生长转换的相关基因，如RCN1、RCN2、APO2（Aberrant panicle ganization 2）。RCN1、RCN2是拟南芥TERMINAL FLOWER1（TFL1）基因在水稻中的同源基因，在拟南芥中，TFL1基因负责花序分生组织的起始与维持；在营养生长阶段，TFL1表达量较低，抑制植物向生殖生长转变；当进入生殖生长，TFL1表达量升高，以维持花序分生组织的特性[7]。水稻中RCN1、RCN2的超表达也会导致延迟开花。在35SRCN1和35SRCN2转基因水稻植株中发现向生殖生长转变的延迟，转基因水稻植株表现出更多的分支，更密集的穗型。仔细观察圆锥花序结构发现，从枝梗分化期到颖花分化期的转变也被延迟，并分化出更高级枝梗，表明水稻具有对过表达TFL1/CEN做出响应的途径。这些结果表明RCN具有与TFL1类似的功能，即负责水稻花序分生组织的起始及维持[8]。Shuichi Matsuda等研究发现，RCN1编码OsABCG5，此蛋白与必需和非必需矿物质的积累、Na/K比和耐盐性有关[9]。
2. 研究的基本内容和问题
水稻RCN1基因是水稻TFL1-like基因家族成员。过表达RCN1基因的水稻开花时间延迟，分枝增多，穗型更加密集。作为重要的粮食作物，关于水稻RCN1基因作用机制的进一步研究对精确调控水稻开花时间及提高产量具有重要意义。RicePro网站上有相关数据表明，ABA对RCN1具有诱导作用。本实验使用外源ABA对野生型粳稻品种武育粳3号进行多种方式的处理，并利用荧光定量PCR以探究ABA调控RCN1的分子途径。
3. 研究的方法与方案
研究方法：
水培试验：武育粳3号种子浸泡发芽后，选取发芽一致的水稻播种于具有等间距孔洞的96孔板。然后将96孔板放置在泡沫板中间漂浮在矩形塑料培养箱中(352511厘米)。培养箱中始终保持7 L的Yoshida水培液(Yoshida等, 1976)。营养液每四天更换一次并保持pH为5.5。
ABA时间处理：水培培养生长至5叶一心后，16：00进行ABA处理，浓度为50Mm,ABA直接溶于水培液，作用于根。每个处理跟对照均设置三个重复。激素处理3小时后开始取样，每次每个重复取5株，取其根和叶，样品经液氮冷冻后-80℃保存。
4. 研究创新点
水稻TFL1-like家族有四个成员RCN（RICE CENTRORADIALS1）1~4，RCN家族基因在水稻中的研究报告尚少。过表达RCN1和RCN2基因的水稻开花时间延迟，分枝增多，这表明在成花转变的过程中，水稻TFL1-like基因的功能也是保守的。前期试验发现RCN1参与水稻对干旱、ABA的响应，这说明RCN1可能介导了环境信号对水稻开花及枝梗发育的调控，RCN1功能的发掘将对下一步研究如何精确调控水稻发育时间及产量形成提供帮助。
5. 研究计划与进展
2015.11-- 2016.2 水培实验，ABA时间处理实验，ABA浓度梯度实验，荧光定量测定；
2016.1-- 2016.4 干旱模拟实验，蛋白合成抑制实验，荧光定量测定；
2016.4 2016.5 数据分析，撰写毕业论文。
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