开花是植物生长过程中由营养生长向生殖生长转变的重要过程。植物开花过程受到环境和内源因素等多重影响,因此植物进化出一系列分子机制调控开花时间。适宜的开花时间有利于植物繁殖后代,对于作物而言,开花过程与作物产量息息相关。小麦作为世界主要粮食作物之一,解析其开花机制有利于人们更好的调控开花时间,规避自然灾害从而提高作物产量。然而小麦基因组庞大复杂,生长周期时间长,加大了研究难度。二穗短柄草与小麦同属温带禾本科植物,其基因组小,生长周期短,是研究小麦的模式植物。本研究以二穗短柄草为主要实验材料,MYB转录因子为主要研究对象,探究光周期途径调控温带禾本科植物开花的分子机制,取得的研究结果如下:1.MYB11具有节律表达模式且长日照下负调控开花通过q RT-PCR,发现MYB11在长日照下高水平表达,随着光照时间增加表达量逐渐积累,在ZT16(Zeitgeber time 16)出现表达峰值,具有明显的昼夜节律,并且其表达水平依赖于光敏色素PHYC。在二穗短柄草myb11突变体中观察开花表型,发现其在长日照下出现极早花表型,短日照下则开花时间无明显差异;长日照条件下,开花途径关键基因CO1(CONSTANT1)、FT1(FLOWERING LOCUS T1)、FUL2(FRUIThttps://www.selleck.cn/products/cobimetinib-gdc-0973-rg7420.htmlFULL2)和VRN1(VERNALIZATION1)在myb11突变体中表达量均显著高于野生型。此外,FT1启动子上存在多个MYB转录因子结合位点;烟草瞬时表达实验结果显示MYB11通过P＿C结构域结合并抑制FT1启动子活性,从而实现负调控开花。2.MYB11Familial Mediterraean Fever参与调控类黄酮合成通过与拟南芥R2R3-MYB构建系统进化树,发现MYB11属于SG7亚组,且在二穗短柄草中仅存在单一拷贝;转录组分析发现,与野生型相比,myb11突变体参与光合作用和代谢过程中的多个基因表达水平发生显著变化;利用q RTPCR检测发现,类黄酮合成相关基因PAL1(Phenylalanine anunonialyase 1)、TT4(TRANSPARENT TESTA 4)、CHI(Chaleone isomerase)表达水平较野生型显著下调,表明MYB11可能是参与类黄酮合成调控的重要因子。3.小麦MYB11在营养组织中高水平表达通过蛋白序列比对,在小麦数据库IWGSC中获得了10个二穗短柄草MYB11的同源基因,其中3个基因(Traes CBYL719S4A02G118400、Traes CS4B02G186000、Traes CS4D02G187100)序列与短柄草MYB11最为相近,为其直系同源基因。时空表达分析发现它们在小麦生长过程的苗期和分蘖期大量表达,猜测其可能对于小麦由营养生长向生殖生长时期的转变过程具有一定的调控作用。综上,本研究在二穗短柄草中发现了一个受光周期调控表达R2R3-MYB转录因子MYB11,并初步阐明了其在光周期开花途径和类黄酮合成中的作用,同时在小麦中鉴定了MYB11的同源基因并进行了时空表达分析。这些研究结果不仅可为解析小麦光周期开花调控途径提供新思路,也可为小麦抽穗期农艺性状改良提供启示。