全 文 ：书第３２卷第５期
２０１４年１０月
上 海 交 通 大 学 学 报 （农 业 科 学 版）
ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＳＨＡＮＧＨＡＩ　ＪＩＡＯＴＯＮＧ　ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＡＧＲＩＣＵＬＴＵＲＡＬ　ＳＣＩＥＮＣＥ）
Ｖｏｌ．３２Ｎｏ．５
　 Ｏｃｔ．２０１４
文章编号：１６７１－９９６４（２０１４）０５－０００１－０４　 ＤＯＩ：１０．３９６９／Ｊ．ＩＳＳＮ．１６７１－９９６４．２０１４．０５．００１
收稿日期：２０１３－１１－０４
基金项目：国家自然科学基金（３０７７１１５５）
作者简介：季必云（１９８６－），女，硕士生，研究方向：植物发育与分子生物学，Ｅ－ｍａｉｌ：５１１１１３０００２０＠ｅｃｎｕ．ｃｎ；
安颖慧（１９８１－）为本文共同第一作者，女，硕士，研究方向：植物发育与分子生物学，Ｅ－ｍａｉｌ：ｔｕａｎｔｕａｎａｎ＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｍ；
李小方（１９７１－）为本文通讯作者，女，博士，副教授，研究方向：植物发育生物学，Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｆｌｉ＠ｂｉｏ．ｅｄｕ．ｃｎ
芸薹属ＢｏＣＡＬ和ＢｏｂＣＡＬ 具有促进
拟南芥提前开花的功能
季必云，安颖慧，张　伟，李小方
（华东师范大学 生命科学学院，上海２００２４１）
摘　要：ＣＡＬ编码 ＭＡＤＳ－ｂｏｘ转录因子，参与控制花分生组织的特性，在拟南芥中发生突变时没
有明显的表型；不过花椰菜的ＢｏｂＣＡＬ 由于终止密码子提前出现导致花球的形成，而甘蓝的
ＢｏＣＡＬ可以编码完整ＣＡＬ蛋白；可见，ＣＡＬ同源基因在十字花科不同种的植物中具有不同的功
能，不过ＢｏｂＣＡＬ是否具有促进开花功能还不清楚。此研究通过构建ＢｏＣＡＬ和ＢｏｂＣＡＬ 植物双
元表达载体，通过浸花法获得了转基因拟南芥，结果发现ＢｏＣＡＬ具有促进拟南芥Ｃｏｌ和 Ｗｓ两种
生态型植物提前开花的功能；而ＢｏｂＣＡＬ仅能促进Ｃｏｌ拟南芥提前开花，而在 Ｗｓ生态型拟南芥中
却未观察到类似的功能。
关键词：ＢｏＣＡＬ；ＢｏｂＣＡＬ；开花；转基因；拟南芥
中图分类号：Ｓ７１８１４６；Ｓ７１８１４９　　　　文献标识码：Ａ
Ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｐｒｏｍｏｔｉｎｇ　Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ　Ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ　ｏｆ　ＢｏＣＡＬ　ａｎｄ
ＢｏｂＣＡＬｆｒｏｍ　Ｂｒａｓｓｃｉａ　ｏｌｅｒａｃｅａ
ＪＩ　Ｂｉ－ｙｕｎ，ＡＮ　Ｙｉｎｇ－ｈｕｉ，ＺＨＡＮＧ　Ｗｅｉ，ＬＩ　Ｘｉａｏ－ｆａｎｇ
（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｌｉｆｅ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｅａｓｔ　Ｃｈｉｎａ　Ｎｏｒｍａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２０００６２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＣＡＬ（ＣＡＵＬＩＦＬＯＷＥＲ）ｇｅｎｅ，ｂｅｌｏｎｇｉｎｇ　ｔｏ　ＭＡＤＳ－ｂｏｘ　ｇｅｎｅ，ｉｓ　ｉｎｖｏｌｖｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ
ｆｌｏｗｅｒ　ｍｅｒｉｓｔｅｍ　ｉｄｅｎｔｉｔｙ．Ｉｎ　Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ　ｔｈａｌｉａｎａ，ｌｏｓｓ　ｏｆ　ｃａｌ　ｈａｓ　ｎｏ　ｏｂｖｉｏｕｓ　ｐｈｅｎｏｔｙｐｅ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅ
ｃａｕｌｉｆｌｏｗｅｒ　ｐｈｅｎｏｔｙｐｅ　ｉｎ　Ｂｒａｓｓｃｉａ　ｏｌｅｒａｃｅａ　Ｌ．ｖａｒ．ｂｏｔｒｙｔｉｓ　ｗａｓ　ｃａｕｓｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｔｒｕｎｃａｔｅｄ　ｐｒｏｔｅｉｎ　ｏｆ　ＢｏｂＣＡＬ，
ｗｈｉｌｅ　Ｂｒａｓｓｃｉａ　ｏｌｅｒａｃｅａ　ｈａｓ　ｎｏ　ｃａｕｌｉｆｌｏｗｅｒ　ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｓｉｎｃｅ　ＢｏＣＡＬｉｓ　ｆｕｌ　ｌｅｎｇｔｈ．Ｉｔ　ｉｓ　ｎｏｔ　ｃｌｅａｒ　ｗｈｅｔｈｅｒ
ＢｏＣＡＬ　ｈａｓ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｒｏｍｏｔｉｎｇ　ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ．Ｔｈｅ　ｐｌａｓｍｉｄｓ　ｏｖｅｒｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｇ　ＢｏＣＡＬ　ｏｒ　ＢｏｂＣＡＬ　ｗｅｒｅ
ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ　ａｎｄ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄ　ｉｎｔｏ　Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ　ｔｈａｌｉａｎａ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｅｃｔｏｐｉｃ　ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ　ＢｏＣＡＬ
ｐｒｏｍｏｔｅｄ　ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ　ｉｎ　ｂｏｔｈ　Ｃｏｌ　ａｎｄ　Ｗｓ．Ａｎｄ　ｓｏｍｅ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄ　ｆｌｏｗｅｒｓ　ａｌｓｏ　ｆｏｒｍｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｔｒａｎｓｇｅｎｉｃ　ｐｌａｎｔｓ
ｗｉｔｈ　ＢｏＣＡＬｉｎ　Ｃｏｌ．Ｏｖｅｒ－ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｏｆ　ＢｏｂＣＡＬｇｅｎｅ　ｉｎ　Ｃｏｌ　ａｌｓｏ　ｓｐｅｅｄｅｄ　ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ　ｕｐ　ｔｏ　ｃｅｒｔａｉｎ　ｅｘｔｅｎｔ，
ｗｈｉｌｅ　ｎｏ　ｐｈｅｎｏｔｙｐｅ　ｏｃｃｕｒｒｅｄ　ｗｈｅｎ　ｏｖｅｒ－ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｏｆ　ＢｏｂＣＡＬｇｅｎｅ　ｉｎ　Ｗｓ．Ｔｈｅｓｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｕｇｇｅｓｔｅｄ　ｔｈａｔ
ＢｏｂＣＡＬｄｉｄ　ｎｏｔ　ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ　ｌｏｓｅ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｉｎ　ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ　ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ．
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＢｏＣＡＬ；ＢｏｂＣＡＬ；ｆｌｏｗｅｒ；ｔｒａｎｓｇｅｎｉｃ；Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ　ｔｈａｌｉａｎａ
上 海 交 通 大 学 学 报 （农 业 科 学 版） 第３２卷
　　拟南芥的ＣＡＬ基因和ＡＰ１基因同属 ＭＡＤＳ
盒调节基因家族，具有决定花分生组织的功能。在
拟南芥中，由于ＡＰ１基因功能的冗余，ｃａｌ基因突变
没有明显表型，而ｃａｌ和ａｐ１共同发生突变时，其顶
端分生组织分裂能力异常强烈，最终表现出像花椰
菜花球一样的形态结构。这些遗传学资料表明
ＣＡＬ是一个增强ＡＰ１表型的调节子，两者共同突
变时，在野生型拟南芥每朵该形成花的部位，花的决
定性不能建立，仍然保留花序分生组织的特性，不断
分裂，结果产生与花椰菜植株形态类似的花球结构，
在拟南芥中过量表达ＣＡＬ基因或ＡＰ１基因都能促
进开花提前［１－４］。花椰菜和甘蓝属于芸薹属植物同
一个种的两个变种，前者在莲座期后形成花球。这
两个变种的ＣＡＬ 基因同源性很高，其编码区在
ＤＮＡ水平上的同源性高达９８．５％。甘蓝ＢｏＣＡＬ
包含２５２个氨基酸，是３０ｋＤａ的蛋白，能够正常的
行使功能。ＲＮＡ原位杂交显示，和在拟南芥中的同
源基因表达模式一样，都是在早期花原基积累，说明
ＢｏＣＡＬ与拟南芥ＣＡＬ 基因功能相同，在对花分生
组织调控方面有很高的一致性。与此不同，花椰菜
ＢｏｂＣＡＬ由于基因突变导致第１５１个氨基酸成为终
止密码子［５］。如果在翻译水平上表达，也只能产生
一个１７ｋＤａ的蛋白片段，因此有可能ＢｏｂＣＡＬ蛋
白质是无功能或功能改变导致了花球形成［５］。而这
两个物种中的ＡＰ１同源基因均是有功能的［６－８］，尽
管芸薹属中花球的形成不是单一基因完全决定的，
但越来越多的证据表明ＢｏＣＡＬ的突变对于芸薹属
花球形成至关重要［９－１０］。与拟南芥不同的是，在芸
薹属中即使ＢｏＣＡＬ和ＢｏＡＰ 基因都突变，依然能
够正常开花［１０］，从表达模式来看推测芸薹属中
ＢｏＣＡＬ可能与花序分生组织特性相关，而ＢｏＡＰ基
因可能与花分生组织特性相关［１０］。但是ＢｏＣＡＬ和
ＢｏｂＣＡＬ 是否还具有促进开花的功能并没有研究结
果来证明，ＢｏｂＣＡＬ 和全长的ＢｏＣＡＬ 在促进开花
方面是否存在差异也缺乏证据，这里我们通过遗传
转化将ＢｏＣＡＬ和ＢｏｂＣＡＬ 在拟南芥中过量表达，
来研究它们在开花时间调控方面可能的功能差异。
１　材料和方法
１．１　植物材料和生长条件
拟 南 芥 （Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ　ｔｈａｌｉａｎａ）Ｃｏｌｕｍｂｅｒ－０
（Ｃｏｌ）和 Ｗａｓｓｉｌｅｗｓｋｉｊａ（Ｗｓ）的生长条件为温度２０
～２２℃，光照２４ｈ，相对湿度约６０％。
１．２　载体构建
根据文献［５］报道的ＢｏＣＡＬ和ＢｏｂＣＡＬ 基因序
列（ＢｏＣＡＬ的ｇｅｎｅ　ｂａｎｋ编号是Ｌ３６９２６；ＢｏｂＣＡＬ
的ｇｅｎｅ　ｂａｎｋ编号是Ｌ３６９２７），通过ＲＴ－ＰＣＲ方法
获得２个基因的ｃＤＮＡ，具体方法是，分别以引物对
ＢｏＣＡＬ　Ｆ：ＧＧＡＡＴＴＣＡＴＧＧＧＡＡＧＧＧＧＴＡＧＧ－
ＧＴＴＧＡＡＡＴ和ＢｏＣＡＬ　Ｒ：ＣＧＧＧＡＴＣＣＣＧＴＣＡ－
ＴＧＣＧＧＣＡＡＡＧＴＡＡ　ＣＣＡＡ；ＢｏｂＣＡＬ　Ｆ：ＧＧＡＡ－
ＴＴＣＧＧＡＴＣＣＡＴＧＧＧＡＡＧＧＧＧＴＡＧＧＧＴＴＧＡＡ－
ＡＴ 和 ＢｏｂＣＡＬ　Ｒ：ＧＧＧＴＡＣＣＡＡ　ＧＣＴＴＣＴＡＧ－
ＴＧＣＡＴＴＡＧＴＴＧＡＴＴＴＴＴＴＣ，ＰＣＲ扩增获得的
这２个基因的编码片断，先连接到ｐＭＤ１８－Ｔ载体
中，序列测定无误后，亚克隆到含有３５Ｓ强启动子的
双元表达载体ｐＭｏｎ５３０（Ｍｏｎｓａｎｔｏ，ＵＳＡ）上，得到
ｐＭｏｎ５３０－ＢｏＣＡＬ，ｐＭｏｎ５３０－ＢｏｂＣＡＬ。
１．３　过量表达植株的获得
通过电击转化将上述构建获得的质粒转入农杆
菌ＧＶ３１０１［１０］，再以浸花法［１１］分别转入拟南芥Ｃｏｌ
和 Ｗｓ两种生态型植物中，转基因植株通过卡那霉
素抗性分离筛选得到纯合子，并通过ＲＴ－ＰＣＲ鉴定
ＢｏＣＡＬ或ＢｏｂＣＡＬ 是否过量表达。
２　结果与分析
通过浸花法将ＢｏＣＡＬ和ＢｏｂＣＡＬ 分别都转入
拟南芥Ｃｏｌ和 Ｗｓ两种生态型植物中，抗性筛选获
得Ｃｏｌ背景的转化子有１６个株系ＢｏＣＡＬ（ＢｏＣＡＬ－
ＯＸｉｎ　Ｃｏｌ）、６ 个株系 ＢｏｂＣＡＬ（ＢｏｂＣＡＬ－ＯＸ ｉｎ
Ｃｏｌ），Ｗｓ 背 景 的 转 化 子 有 １１ 个 株 系 ＢｏＣＡＬ
（ＢｏＣＡＬ－ＯＸｉｎ　Ｗｓ）、７个株系ＢｏｂＣＡＬ（ＢｏｂＣＡＬ－
ＯＸｉｎ　Ｗｓ），将这些转基因植株自交传代２次，分别
获得Ｔ２代纯合体株系。对每种转基因植物随机选
择３～４个株系进行基因表达验证，以ＡＣＴＩＮ 作为
内参基因，通过 ＲＴ－ＰＣＲ检测转化株系中ＢｏＣＡＬ
或ＢｏｂＣＡＬ 基因的表达发现，相比于生态型Ｃｏｌ或
Ｗｓ中２种基因都不表达，在检测的转基因株系中
ＢｏＣＡＬ或ＢｏｂＣＡＬ 基因的转录表达水平都较高
（图１）。
在拟南芥中，开花时间和莲座叶数量成反比，基
生叶数量越少，预示着开花越早。对 ＢｏＣＡＬ 和
ＢｏｂＣＡＬ 纯合转基因株系进行进一步的表型分析发
现，在Ｃｏｌ背景下，不论是统计开花时间还是莲座叶
数量，过量表达ＢｏＣＡＬ都会显著促进开花时间提
前，莲座叶的数量会明显减少（图２Ａ、３Ａ），过量表
２
第５期 季必云，等：芸薹属ＢｏＣＡＬ和ＢｏｂＣＡＬ具有促进拟南芥提前开花的功能
达ＢｏｂＣＡＬ时，也有类似的结果出现，但是开花时
间的提前以及莲座叶数目的减少幅度相对于过量表
达ＢｏＣＡＬ较小（图２Ａ、３Ａ）。并且在Ｃｏｌ背景下的
ＢｏＣＡＬ转基因植株中有１０％左右的花出现花器官
融合，一朵花中有２个以上的雌蕊现象（图３Ｂ），而
且基部的分枝数目也会有增加；同样的，在 Ｗｓ背景
下，过量表达ＢｏＣＡＬ也显著减少了抽薹时候的莲
座叶数量，开花时间明显提前（图２Ｂ、３Ｃ）；而在 Ｗｓ
背景下过量表达ＢｏｂＣＡＬ，开花时间并没有明显改
变（图２Ｂ、３Ｃ）。这样的结果表明ＢｏｂＣＡＬ 在调控
开花及花器官发育方面并没有完全丧失功能，而
ＢｏＣＡＬ则具有比较完整的功能。
图１　ＲＴ－ＰＣＲ检测ＢｏＣＡＬ和ＢｏｂＣＡＬ在转基因
植株中的表达
（Ａ）、（Ｂ）：ＢｏＣＡＬ在Ｃｏｌ（Ａ）和Ｗｓ（Ｂ）２种背景下转基因植株中
的过量表达；（Ｃ）ＢｏｂＣＡＬ在Ｃｏｌ和 Ｗｓ　２种背景下转基因植株中的
过量表达。
Ｆｉｇ．１　Ｔｈｅ　ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｏｆ　ＢｏＣＡＬａｎｄ　ＢｏｂＣＡＬｉｎ　ｔｒａｎｓｇｅｎｉｃ
ｐｌａｎｔｓ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ　ｂｙ　ＲＴ－ＰＣＲ
（Ａ）、（Ｂ）．Ｔｈｅ　ｏｖｅｒ－ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｏｆ　ＢｏＣＡＬ　ｇｅｎｅ　ｉｎ　ｔｈｅ
ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄ　ｐｌａｎｔｓ　ｗｉｔｈ　３５Ｓ：ＢｏＣＡＬｉｎ　Ｃｏｌ（Ａ）ａｎｄ　ｉｎ　Ｗｓ（Ｂ）
ａｓｓａｙｅｄ　ｂｙ　ＲＴ－ＰＣＲ．（Ｃ）Ｔｈｅ　ｏｖｅｒ－ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｏｆ　ＢｏｂＣＡＬｇｅｎｅ　ｉｎ　ｔｈｅ
ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄ　ｐｌａｎｔｓ　ｗｉｔｈ　３５Ｓ：ＢｏｂＣＡＬｉｎ　Ｃｏｌ　ａｎｄ　ｉｎ　Ｗｓ　ａｓｓａｙｅｄ　ｂｙ
ＲＴ－ＰＣＲ．
３　讨论
拟南芥中的ＣＡＬ、ＡＰ１基因作为花分生组织特
性基因，具有启动开花的功能，过量表达这２个基因
都能促进拟南芥开花提前。本研究结果显示芸薹属
中的ＢｏＣＡＬ和ＢｏｂＣＡＬ 在拟南芥中过量表达都促
图２　ＢｏＣＡＬ和ＢｏｂＣＡＬ在拟南芥中过量表达
导致莲座叶数量减少
（Ａ）长日照条件下生长的ＢｏＣＡＬ 或ＢｏｂＣＡＬ 过量表达植株与
亲本Ｃｏｌ在抽薹时的莲座叶数量。（Ｂ）长日照条件下生长的ＢｏＣＡＬ
或ＢｏｂＣＡＬ过量表达植株与亲本 Ｗｓ在抽薹时的莲座叶数量。＊ 表
示与亲本Ｃｏｌ或 Ｗｓ存在显著性差异（Ｓｔｕｄｅｎｔ’ｓ　ｔ－ｔｅｓｔ，ｎ≥２０，Ｐ＜
０．０５）．
Ｆｉｇ．２　Ｔｈｅ　ｎｕｍｂｅｒ　ｏｆ　ｒｏｓｅｔｔｅ　ｌｅａｆ　ｒｅｄｕｃｅｄ　ｄｕｅ　ｔｏ　ｏｖｅｒ－
ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｏｆ　ＢｏＣＡＬｏｒ　ＢｏｂＣＡＬｉｎ　Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ
（Ａ）Ｔｈｅ　ｒｏｓｅｔｔｅ　ｌｅａｆ　ｎｕｍｂｅｒ　ｏｆ　Ｃｏｌ　ａｎｄ　ＢｏＣＡＬｏｒ　ＢｏｂＣＡＬ－
ｏｖｅｒ－ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｌｉｎｅｓ　ｉｎ　Ｃｏｌ　ｗｈｅｎ　ｂｏｌｔｉｎｇ　ｕｎｄｅｒ　ＬＤ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．（Ｂ）
Ｔｈｅ　ｒｏｓｅｔｔｅ　ｌｅａｆ　ｎｕｍｂｅｒ　ｏｆ　Ｗｓ　ａｎｄ　ＢｏＣＡＬ ｏｒ　ＢｏｂＣＡＬ－ｏｖｅｒ－
ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｌｉｎｅｓ　ｉｎ　Ｗｓ　ｗｈｅｎ　ｂｏｌｔｉｎｇ　ｕｎｄｅｒ　ＬＤ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．＊
ｒｅｐｒｅｓｎｔｓ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　ｆｒｏｍ　Ｗｉｌｄ　ｔｙｐｅ　Ｃｏｌ　ｏｒ　Ｗｓ．（Ｓｔｕｄｅｎｔ’ｓ
ｔ－ｔｅｓｔ，ｎ≥２０ａｎｄ　Ｐ＜０．０５）．
进开花提前，说明芸薹属中ＣＡＬ同源基因和拟南芥
中的ＣＡＬ、ＡＰ１的功能类似，是开花启动子之一。
ＢｏｂＣＡＬ基因虽然有完整的 ＭＡＤＳ－ｂｏｘ区，但在出现
点突变之后，提前出现了１个终止密码子，使编码的
蛋白缺少部分Ｋ－ｂｏｘ序列和Ｃ－端，只有１５１个氨基
酸［５］，其过量表达也能促进开花说明在启动开花方面
可能Ｃ－端并不十分必要。但全长ＢｏＣＡＬ过量表达
时能够更早更明显地促进早花，说明完整的ＣＡＬ能
够更好的行使它作为调控花序分生组织向花分生组
织转变的调控因子的功能。和 Ｗｓ背景相比，Ｃｏｌ背
景下，过量表达ＢｏＣＡＬ或ＢｏｂＣＡＬ促进开花的效果
都更为明显，这一点从它们的过量表达植株的基生叶
数目和实际植株的开花时间都可以看出（图２、３），这
可能是 Ｗｓ本身ＣＡＬ 基因突变不能正常行使功
３
上 海 交 通 大 学 学 报 （农 业 科 学 版） 第３２卷
能［１２］，使 Ｗｓ背景下本底的ＣＡＬ功能较低造成的，也
可能是 Ｗｓ背景下其他因素的差异导致。
图３　拟南芥中过量表达ＢｏＣＡＬ和ＢｏｂＣＡＬ促进
开花提前或形成异性结构的花
（Ａ）生长３０ｄ的Ｃｏｌ及Ｃｏｌ背景下ＢｏｂＣＡＬ、ＢｏＣＡＬ过量表达
的转基因植株；（Ｂ）Ｃｏｌ背景下ＢｏＣＡＬ过量表达株系中会出现２朵
花相融合，即一朵花中出现２个柱头的情况；（Ｃ）生长３０ｄ的 Ｗｓ及
Ｗｓ背景下ＢｏｂＣＡＬ、ＢｏＣＡＬ 过量表达的转基因植株。（Ａ）和（Ｃ）
中，Ｂａｒ＝１ｃｍ；（Ｂ）Ｂａｒ＝０．１ｃｍ。
Ｆｉｇ．３　Ｅｃｔｏｐｉｃ　ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｏｆ　ＢｏＣＡＬｏｒ　ＢｏｂＣＡＬｐｒｏｍｏｔｅｄ
ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ　ａｎｄ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄ　ｆｌｏｗｅｒ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｉｎ　Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ
（Ａ）Ｔｈｅ　ｐｌａｎｔｓ　ｏｆ　Ｃｏｌ　ＢｏｂＣＡＬ－ＯＸ，ａｎｄ　ＢｏＣＡＬ－ＯＸｉｎ　Ｃｏｌ　ａｆｔｅｒ
ｐｌａｎｔｉｎｇ　ｆｏｒ　３０ｄ．（Ｂ）Ｔｈｅ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄ　ｆｌｏｗｅｒ　ｆｏｒｍｅｄ　ｉｎ　ＢｏＣＡＬ－ＯＸ
ｉｎ　Ｃｏｌ　ｐｌａｎｔｓ．（Ｃ）Ｔｈｅ　ｐｌａｎｔｓ　ｏｆ　Ｗｓ　ａｎｄ　ＢｏｂＣＡＬ－ＯＸ，ａｎｄ　ＢｏＣＡＬ－
ＯＸｉｎ　Ｃｏｌ　ａｆｔｅｒ　ｐｌａｎｔｉｎｇ　ｆｏｒ　３０ｄ．Ｂａｒｓ＝１ｃｍ　ｉｎ（Ａ）ａｎｄ（Ｃ）Ｂａｒ＝１
ｃｍ；（Ｂ）Ｂａｒ＝０．１ｃｍ．
　　花椰菜中，ＢｏｂＣＡＬ的突变引起花球的形成，使
得开花时间推迟，但最终仍能从花球中开出花来，且
花器官正常，当在花椰菜中过量表达完整的ＢｏＣＡＬ
时，能够抑制花球的形成，同时也促进了它开花时间
的提前［１３］。而拟南芥中ＣＡＬ突变时，ＡＰ１有强大
的冗余功能，所以它的功能的缺失对拟南芥开花的
影响不大，只有ｃａｌ和ａｐ１共同发生突变时，才能形
成花球，并且最终形成的花都表现出ａｐ１突变体
花，这说明芸薹属中ＢｏＣＡＬ同源基因在成花决定
方面要比拟南芥中的同源基因ＣＡＬ 的作用大，事实
上，已有的结果表明拟南芥中的ＣＡＬ 和芸薹属中
ＢｏＣＡＬ 的互作因子也有所不同［１４］，也说明它们的
功能可能存在差异。在花椰菜中，ＢｏｂＡＰ１的功能
可能并不能完全冗余掉ＢｏｂＣＡＬ的功能，使得在成
花决定和促进开花都受到影响，出现花序分生组织
增生和开花发育的停滞阶段即花球的形成，而随着
发育的推进，ＢｏｂＣＡＬ会积累到成花决定的水平，启
动开花，最终形成正常的花器官。
参考文献：
［１］　Ｂｏｗｍａｎ　Ｊ　Ｌ，Ａｌｖａｒｅｚ　Ｊ，Ｗｅｉｇｅｌ　Ｄ，ｅｔ　ａｌ．Ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ
ｆｌｏｗｅｒ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｉｎ　Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ　ｔｈａｌｉａｎａ　ｂｙ　ＡＰ－
ＥＴＡＬＡ１ａｎｄ　ｉｎｔｅｒａｃｔｉｎｇ　ｇｅｎｅｓ［Ｊ］．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，
１９９３，１１９：７２１－７４３．
［２］　Ｂｏｗｍａｎ　Ｊ　Ｌ，Ｍｅｙｅｒｏｗｉｔｚ　Ｅ　Ｍ．Ｇｅｎｅｔｉｃ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ
ｐａｔｔｅｒｎ　ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｄｕｒｉｎｇ　ｆｌｏｗｅｒ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｉｎ　Ａｒａ－
ｂｉｄｏｐｓｉｓ［Ｊ］．Ｓｙｍｐ　Ｓｏｃ　Ｅｘｐ　Ｂｉｏｌ，１９９１，４５：８９－１１５．
［３］　Ｌｉ　Ｘ，Ｓｈｅｎ　Ｒ，Ｌｉｕ　Ｐ，ｅｔ　ａｌ．Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｓ　ａｎｄ
ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ　ｇｅｎｅｔｉｃｓ　ｏｆ　ＣＡＬ　ｇｅｎｅ　ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　ｃａｂ－
ｂａｇｅ［Ｊ］．Ｃｅｌ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ，２０００，１０：２９－３８．
［４］　朱金鑫，李小方，刘平林，等．芸薹属植物发育过程中
顶端结构的解剖学研究［Ｊ］．分子细胞生物学报，
２００６，３９：１９９－２０７．
［５］　Ｋｅｍｐｉｎ　Ｓ　Ａ，Ｓａｖｉｄｇｅ　Ｂ，Ｙａｎｏｆｓｋｙ　Ｍ　Ｆ．Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　ｂａ－
ｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃａｕｌｉｆｌｏｗｅｒ　ｐｈｅｎｏｔｙｐｅ　ｉｎ　Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ［Ｊ］．
Ｓｃｉｅｎｃｅ，１９９５，２６７：５２２－５２５．
［６］　Ａｎｔｈｏｎｙ　Ｒ　Ｇ，Ｊａｍｅｓ　Ｐ　Ｅ，Ｊｏｒｄａｎ　Ｂ　Ｒ．Ｔｈｅ　ｃＤＮＡ　ｓｅ－
ｑｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ａ　ｃａｕｌｉｆｌｏｗｅｒ　ａｐｅｔａｌａ－１／ｓｑｕａｍｏｓａ　ｈｏｍｏｌｏｇ
［Ｊ］．Ｐｌａｎｔ　Ｐｈｙｓｉｏｌ，１９９５，１０８：４４１－４４２．
［７］　Ａｎｔｈｏｎｙ　Ｒ　Ｇ，Ｊａｍｅｓ　Ｐ　Ｅ，Ｊｏｒｄａｎ　Ｂ　Ｒ．Ｃａｕｌｉｆｌｏｗｅｒ
（Ｂｒａｓｓｉｃａ　ｏｌｅｒａｃｅａ　ｖａｒ．ｂｏｔｒｙｔｉｓ　Ｌ．）ｃｕｒｄ　ｄｅｖｅｌｏｐ－
ｍｅｎｔ：ｔｈｅ　ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｏｆ　ｍｅｒｉｓｔｅｍ　ｉｄｅｎｔｉｔｙ　ｇｅｎｅｓ［Ｊ］．Ｊ
Ｅｘｐ　Ｂｏｔ，１９９６，４７：１８１－１８８．
（下转第１１页）
４
第５期 周晓晨，等：甘蓝型油菜生物节律钟输出基因ＢｎＧＩ的克隆和表达分析
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ　ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ
ｔｉｍｅ　ｇｅｎｅ　ＣＯＮＳＴＡＮＳｉｎ　Ｂｒａｓｓｉｃａ　ｎａｐｕｓ［Ｊ］．Ｐｌａｎｔ
Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　Ｂｉｏｌｏｇｙ，１９９８，３７（５）：７６３－７７２．
［１４］　Ｗａｎｇ　Ｊ，Ｌｏｎｇ　Ｙ，Ｗｕ　Ｂ，ｅｔ　ａｌ．Ｔｈｅ　ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｂｒａｓ－
ｓｉｃａ　ｎａｐｕｓ　ＦＬＯＷＥＲＩＮＧ　ＬＯＣＵＳ　Ｔ　ｐａｒａｌｏｇｕｅｓ　ｉｎ
ｔｈｅ　ｃｏｎｔｅｘｔ　ｏｆ　ｉｎｖｅｒｔｅｄ　ｃｈｒｏｍｏｓｏｍａｌ　ｄｕｐｌｉｃａｔｉｏｎ
ｂｌｏｃｋｓ［Ｊ］．ＢＭＣ　Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙ　Ｂｉｏｌｏｇｙ，２００９，９
（１）：２７１．
［１５］　Ｒｏｙ　Ａ，Ｋｕｃｕｋｕｒａｌ　Ａ，Ｚｈａｎｇ　Ｙ．Ｉ－ＴＡＳＳＥＲ：ａ　ｕｎｉｆｉｅｄ
ｐｌａｔｆｏｒｍ　ｆｏｒ　ａｕｔｏｍａｔｅｄ　ｐｒｏｔｅｉｎ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ
ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｎａｔｕｒｅ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ，２０１０，５（４）：７２５－７３８．
［１６］　刘胜毅，Ｆｉｔｔ　Ｂ，刘仁虎，等．油菜防卫素和草酸氧化酶
基因的克隆与诱导表达水平研究［Ｊ］．中国油料作物
学报，２００４，２６（３）：４３－４９．
［１７］　Ｈｕｑ　Ｅ，Ｔｅｐｐｅｒｍａｎ　Ｊ　Ｍ，Ｑｕａｉｌ　Ｐ　Ｈ．ＧＩＧＡＮＴＥＡ　ｉｓ　ａ
ｎｕｃｌｅａｒ　ｐｒｏｔｅｉｎ　ｉｎｖｏｌｖｅｄ　ｉｎ　ｐｈｙｔｏｃｈｒｏｍｅ　ｓｉｇｎａｌｉｎｇ　ｉｎ
Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ［Ｊ］．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ａｃａｄｅｍｙ
ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，２０００，９７（１７）：９７８９－９７９４．
［１８］　Ｇüｎｌ　Ｍ，Ｌｉｅｗ　Ｅ，Ｄａｖｉｄ　Ｋ，ｅｔ　ａｌ．Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ａ　ｐｏｓｔ－
ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎａｌ　ｓｔｅｒｏｉｄ　ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　ＧＩＧＡＮＴ－
ＥＡｉｎ　Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ［Ｊ］．ＢＭＣ　Ｐｌａｎｔ　Ｂｉｏｌｏｇｙ，２００９，９
（１）：
櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅
１４１．
（上接第４页）
［８］　Ｃａｒｒ　Ｓ　Ｍ，Ｉｒｉｓｈ　Ｖ　Ｆ．Ｆｌｏｒａｌ　ｈｏｍｅｏｔｉｃ　ｇｅｎｅ　ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ
ｄｅｆｉｎｅｓ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｌ　ａｒｒｅｓｔ　ｓｔａｇｅｓ　ｉｎ　Ｂｒａｓｓｉｃａ　ｏｌｅｒａ－
ｃｅａ　Ｌ．ｖａｒ．ｂｏｔｒｙｔｉｓ　ａｎｄ　ｉｔａｌｉｃａ［Ｊ］．Ｐｌａｎｔａ，１９９７，２０１：
１７９－１８８．
［９］　Ｓｍｉｔｈ　Ｌ　Ｂ，Ｋｉｎｇ　Ｇ　Ｊ．Ｔｈｅ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ＢｏＣＡＬ－ａ　ａｌ－
ｌｅｌｅｓ　ｉｎ　Ｂｒａｓｓｉｃａ　ｏｌｅｒａｃｅａ　ｉｓ　ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ　ｗｉｔｈ　ａ　ｇｅｎｅｔｉｃ
ｍｏｄｅｌ　ｆｏｒ　ｃｕｒｄ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｄｏｍｅｓｔｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ
ｃａｕｌｉｆｌｏｗｅｒ［Ｊ］．Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　Ｂｒｅｅｄｉｎｇ，２０００，６：６０３－６１３．
［１０］　Ｄｕｃｌｏｓ　Ｄ　Ｖ，Ｂｊｏｒｋｍａｎ　Ｔ．Ｍｅｒｉｓｔｅｍ　ｉｄｅｎｔｉｔｙ　ｇｅｎｅ　ｅｘ－
ｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｄｕｒｉｎｇ　ｃｕｒｄ　ｐｒｏｌｉｆｅｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｆｌｏｗｅｒ　ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ
ｉｎ　Ｂｒａｓｓｉｃａ　ｏｌｅｒａｃｅａ［Ｊ］．Ｊ　Ｅｘｐ　Ｂｏｔ，２００８，５９：４２１－４３３．
［１１］　Ｋｏｎｃｚ　Ｃ，Ｓｃｈｅｌ　Ｊ．Ｔｈｅ　ｐｒｏｍｏｔｅｒ　ｏｆ　ＴＬ－ＤＮＡ　ｇｅｎｅ　５
ｃｏｎｔｒｏｌｓ　ｔｈｅ　ｔｉｓｓｕｅ－ｓｐｅｃｉｆｉｃ　ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｏｆ　ｃｈｉｍａｅｒｉｃ
ｇｅｎｅｓ　ｃａｒｒｉｅｄ　ｂｙ　ａ　ｎｏｖｅｌ　Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍｂｉｎａｒｙ　ｖｅｃｔｏｒ
［Ｊ］．Ｍｏｌ　Ｇｅｎ　Ｇｅｎｅｔ，１９８６，２０４：３８３－３９６．
［１２］　Ｃｌｏｕｇｈ　Ｓ　Ｊ，Ｂｅｎｔ　Ａ　Ｆ．Ｆｌｏｒａｌ　ｄｉｐ：ａ　ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ　ｍｅｔｈｏｄ
ｆｏｒ　Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ－ｍｅｄｉａｔｅｄ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ａｒａｂｉ－
ｄｏｐｓｉｓ　ｔｈａｌｉａｎａ［Ｊ］．Ｐｌａｎｔ　Ｊ，１９９８，１６：７３５－７４３．
［１３］　Ｐｕｒｕｇｇａｎａｎ　Ｍ　Ｄ，Ｓｕｄｄｉｔｈ　Ｊ　Ｉ．Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ
ｇｅｎｅｔｉｃｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ　ＣＡＵＬＩＦＬＯＷＥＲ　ｒｅｇｕｌａ－
ｔｏｒｙ　ｇｅｎｅ：ｎｏｎ－ｎｅｕｔｒａｌ　ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｎａｔｕｒａｌｙ－ｏｃｃｕｒ－
ｒｉｎｇ　ｖａｒｉａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｆｌｏｒａｌ　ｈｏｍｅｏｔｉｃ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｐｒｏｃ　Ｎａｔｌ
Ａｃａｄ　Ｓｃｉ　ＵＳＡ，１９９８，９５：８１３０－８１３４．
［１４］　赵升，曹文广，刘平林，等．外源ＢｏＣＡＬ基因对花椰菜
花球形态发生的调节及其遗传［Ｊ］．实验生物学报，
２００３，３６：２５９－２６３．
［１５］　安颖慧，李小方，朱金鑫，等．与花球发生相关的Ｂｏ－
ＣＡＬ和ＢｏＡＰ１互作因子的筛选［Ｊ］．分子细胞生物学
报，２００７，４０：１３０－１３６．
１１