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近几年来,随着分子生物学和分子遗传学的发展,为人们从分子水平上来认识花发育的本质提供了可能,目前这一领域已成为植物发育分子生物学研究的热点和领先学科。由于实验手段的限制,花发育的研究一直局限在非常有限的领域中,对于其中所包含的复杂内在机制仍不清楚。 本研究克隆了拟南芥促细胞复活基因PCS1（promotion of cell survival1）和AGAMOUS基因3＇端的第二个内含子，构建了由花椰菜花叶病毒(CaMV)35S启动子启动的花特异性表达载体Pbin-AG-I-35S(60)-PCS1，通过农杆菌介导法转入烟草。研究表明，转基因烟草的营养生长完全正常，生殖生长方面部分出现雄蕊开裂延迟、雄蕊开裂失败、雄蕊花瓣化，以及花药发育不良等表现型。这为进一步揭示 PCS1在烟草花发育中的作用、为植物雄性不育的获得提供了一个新的研究方向，丰富了植物细胞程序死亡（PCD）研究的内容。主要研究成果如下： 1．以PCS1(5)，PCS1(3)为引物从拟南芥基因组中扩增到了1362bp的片段，与GenBank上的PCS1序列（登录号NM_120297）比较完全一致。以AG(5)，AG(3)为引物从拟南芥基因组DNA中扩增到了1.869Kb的内含子片段，与刘俊君研究员提供的Agamous第二内含子序列存在两个碱基差异，同源性为99.9％。用Agamous第二内含子、35S启动子最小序列与PCS1基因，构成嵌和基因表达载体pBIN-PCS1，导入根癌农杆菌GV3101。 2.对转基因烟草抗性植株进行PCR、RT-PCR检测和PCR-southern杂交检测，结果表明外源基因已经整合到烟草基因组中。 3．pBIN- PCS1导入烟草后，与野生型对照相比，大部分转基因烟草的雄蕊至少1枚不能开裂，有5株F1代烟草（共18株）的雄蕊有2枚以上不能开裂，但从整体外形上来看，转基因植株均表现出正常的根、茎、叶、株形，与野生型对照植株没有明显区别。花粉电镜和扫描电镜分析结果显示，转基因烟草花粉形态约1/3出现了畸形、皱缩和塌陷，花粉育性也远远低于野生型花粉，可育花粉仅5%左右。转基因后代的5.1%出现了第五枚雄蕊花瓣化或者消失的表型。