菊花(Dendranthema moriflium)为菊科的代表植物，是我国传统的十大名花之一，与梅、兰、竹一同被誉为四君子，也是世界上四大切花之一，其产量和销量均位于世界切花的前列。用于切花生产的菊花和秋菊，开花都严格受到光周期的影响，只能在短日照条件下开花，在自然条件下切花菊和秋菊一年只开一次花，难以满足市场的需求。为了使切花菊和秋菊能在特定季节或全年生产，在生产上常用不同的技术措施调控其花期，但需投放大量的人力、物力和财力，质量也难以控制。国内外虽已有对菊花成花诱导的研究，但远未揭示菊花的开花调控机理，且尚少对开花光周期调控途径的分子生物学研究的报道。本论文拟通过研究菊花开花和光周期的关系，从分子水平上研究调控开花重要基因，为阐明其调控过程，最终在理论上揭示其机制打下基础。　　本论文研究以广东地区主栽的秋菊品种‘板栗黄’为材料，观察了诱导该品种开花所需的临界日长和短日处理适宜的时间长度(临界短日天数)。选取光周期调控开花途径中关键基因CONSTANS(CO)为研究对象，构建成功长日照植物拟南芥中AtCO的组成型表达重组载体，转化‘板栗黄’叶片，获得AtCO异源表达的菊花植株，分析了AtCO对秋菊‘板栗黄’花芽分化和开花的影响。此外本论文还应用拟南芥CO的氨基酸序列，查找菊科的EST、数据库，从‘板栗黄’中获得菊科中CO同源基因的保守区域，并通过3’RACE与5’RACE技术，成功从秋菊品种‘板栗黄’中克隆得到了菊花的COL基因CmCOL1与CmCOL2的全长cDNA序列，对其进行了生物信息学分析、短日条件下的表达特征分析。为了进一步验证CmCOL1和CmCOL2对植物开花调控中的作用，本研究还将这两个基因转入拟南芥和菊花自身中进行表达，观察其开花特性的变化。本论文研究主要取得了以下结果：　　1、秋菊‘板栗黄’开花时间严格受日照长短的影响，短日处理(10 h光照/14 h黑暗)为诱导‘板栗黄’花发育的适宜光周期，短日处理3天不能启动植株花芽的分化，植株不能开花；短日处理6天，植株虽能发育成花芽，但仍未达到完成整个花芽分化的短日处理天数的需求，花蕾发育不正常，出现变态叶；而短日处理9天的植株能正常完成花芽分化，并且正常开花，可见秋菊‘板栗黄’花芽分化在此条件下的临界短日天数应大于6天，少于(或等于)9天。在此短日条件下，对个体生长一致的植株，短日处理开始的时间越早，花芽发育和开花也越早，从开始短日处理到现蕾的时间为15±2天，到花蕾初绽历时51-60天，可见通过调控短日处理启动的时间，可调控开花的时间，实现按需控时开花和周年开花。　　2、经分子鉴定，本研究获得了表达异源基因AtCO的5个‘板栗黄’转化株系，共11株转化植株。对植株的花芽分化观察的结果显示，来源于长日植物拟南芥中AtCO的表达，能使转化植株在约13 h的长日照条件下，长出类似花瓣萼片的畸形叶片结构，但该结构未能发育成为正常的花蕾，未能开花。而将这些植株转移到10 h光照的环境下进行15天的短日处理后，较之野生型植株，它们的顶端能较快地形成正常的花蕾并开花，且形成的花蕾数明显多于野生型植株，可见组成型表达AtCO后，能够在一定程度上促进‘板栗黄’花蕾的分化以及后续的发育过程。对转化植株在不同季节开花情况的观察结果还表明，AtCO的表达能使转化的‘板栗黄’植株开花的临界日长从10 h提高到12 h，表明AtCO的组成型表达能够在一定程度上改变‘板栗黄’的短日特征，暗示拟南芥与菊花虽然为两种光周期反应不同的植物，但是它们光周期开花调控途径中可能存在着类似的由CO调控的途径。　　3、通过对CmCOL1与CmCOL2的生物信息学分析表明，CmCOL1与CmCOL2中存在3个典型的CO蛋白结构域：2个B-box结构域与1个CCT结构域，与类型ⅠCO基因家族成员类似。聚类进化分析结果显示CmCOL1与CmCOL2在进化上具有较密切的关系，并且CmCOL2与AtCOL3在同一进化分枝上，而CmCOL1则与AtCOL4有着较高的同源性，进一步表明CmCOL1与CmCOL2作为菊花内的CO同源基因，可能在其光周期反应中发挥作用。对‘板栗黄’植株在短日条件下CmCOL1与CmCOL2的表达特征分析，显示两者在受到短日处理后的7-8天均出现上调，表明这两个基因在短日处理的早期便受到诱导，进而可能参与了对植株花芽分化以及进一步发育的调控，以调控开花过程；这一结果与上述的秋菊‘板栗黄’在短日条件下(10 h光照/14 h黑暗)花芽分化的临界短日天数应大于6天、少于(或等于)9天的结果一致，暗示短日条件可能通过相关途径诱导CmCOL1和CmCOL2的表达，进而对其他光周期开花途径因子进行调控，最终促使菊花在短日条件下的开花。将CmCOL1与CmCOL2在拟南芥中组成型表达，其中CmCOL2转化植株在种植后第18天便开始抽苔，而CmCOL1转化植株的抽苔时间为第24天，均早于野生型植株(第27天)，可见CmCOL2能够显著地促进拟南芥在长日生长条件下由营养生长向生殖生长的转换，而CmCOL1亦能在一定程度上促进长日条件下拟南芥的开花。　　本论文在观察光周期对短日照秋菊开花特性影响的基础上，研究了拟南芥中光周期调控开花途径中关键基因CONSTANS(CO)对秋菊开花的影响。并且首次从菊花中克隆了其内源的COL基因，并分析了其表达特性、异源表达效果。通过本研究为以基因工程手段改造菊花品种，开拓控制菊花花期的新途径打下了基础。在随后的研究中，将进一步了解此两新基因对菊花开花光周期反应的影响，以为解决菊花花卉生产花期控制的难题提供新的手段。