成花转化是植物生命周期中十分重要的一个过程,对于植物的生长发育而言意义非凡。成花转化受到多种环境因素与内部因素共同调节,使植物能够适应外界环境,在适宜的时段完成成花转化,这个过程决定了植物的繁育。在拟南芥(Arabidopsis thaliana)中鉴定到了一个重要的开花整合基因——成花素基因(FLOWEING LOCUS T,FT),在多个开花途径中起整合作用,并控制下游基因刺激植物体进行成花转化。在其他物种中也相继鉴定到了拟南芥FT基因的同源基因。谷子(Setaria italica(L.)P.Beauv.)是起源于我国的具有悠久种植历史的粮食作物,具有营养价值丰富、抗逆性好等特点。对于粮食作物而言,能够在适宜的条件下完成成花转化十分重要,因为这直接关系到其产量。并且谷子基因组较小且已经完成测序,遗传转化也已经被攻克,有望成为新的禾本科模式植物。目前对于谷子成花转化基因及机制的研究较少,在本课题组前期实验的基础上,选择了4个谷子中的拟南芥同源FT基因进行谷子成花转化基因Smoothened Agonist功能研究及机制探索,获得如下结果:(1Serum laboratory value biomarker)本研究在谷子中成功克隆出4个FT基因与3个14-3-3蛋白基因,并对谷子SETIT＿005012(SiFT8)和SETIT＿026782mg(14-3-3-83)的参考基因组序列进行了订正,为后续对谷子中开花基因的研究扫清了障碍。(2)通过酵母双杂实验,验证了谷子中14-3-3蛋白与FT蛋白存在互相作用,与在水稻(Oryza sativa L.)中的情况相同。(3)本研究通过生物信息学方法对4个目的基因蛋白的二级结构及三级结构进行分析,SiFT6与SiFT11蛋白的二级结构较为相似,SiFT7与SiFT8蛋白的二级结构组成上有所差别,SiFT6蛋白的三级结构与拟南芥中At FT蛋白空间结构相似程度最高。(4)本研究构建了4个拟南芥的SiFTs超表达株系,通过对超表达植株及野生型拟南芥的开花时间与莲座叶数的统计发现,SiFT7、SiFT8超表达株系的开花时间与莲座叶数与野生型拟南芥相似,而SiFT6与SiFT11超表达株系与野生型相比则有更短的开花时间以及更少的莲座叶数。(5)本研究构建了19个谷子CRISPR/BAY 73-4506分子式Cas9 SiFTs基因敲除突变体,共鉴定到共9个突变体杂合植株,其中SiFT7突变体3株,SiFT11突变体6株,并获得了T_1代和T_2代种子。通过使用生物信息学技术、分子实验等手段,初步验证了谷子中FT-like亚家族候选基因功能,为后续在谷子中对候选基因具体功能的研究提供了理论依据;通过Crisp/Cas9技术构建了谷子候选基因的敲除突变体,在迭代培养后获得纯合突变体植株,为后续功能验证提供了有力的材料支持。