[00638630]蝴蝶兰分子育种平台的建立以及花质相关基因的功能研究

该项目属于基础生物学领域的植物遗传工程方向。素有"兰花皇后"美誉的蝴蝶兰，在观赏方面和国际花卉市场上占有重要地位。蝴蝶兰栽培及无性繁殖研究占据主导地位，但对其花质遗传特征和基因表达调控在国内外领域中的研究却很薄弱，并且花质特征是提高蝴蝶兰观赏价值的关键所在。该项目聚焦和系统研究了蝴蝶兰组织培养体系的建立、分离花质相关基因、基因表达与功能、基因工程结合传统培育出花质特征优良的新品系，具有一定的科学意义和潜在利用价值。取得原创性成果如下：获得了知识产权独立的蝴蝶兰花色和花期相关的6个基因。无基因组序列，通过兼并引物、巢式PCR等方法，获得了4个控制花色CHS3，4，5和F3’5’H基因、2个花期miRNA172，为花色以及花期提前的遗传改良提供基因基础。PhmiR172促进植物早花的功能确定，获本科生挑战杯上海市自然科学二等奖；受邀与德国慕尼黑大学合作研究，明确蝴蝶兰在UV胁迫下的CHS基因成员的不同功能及进化机理，发表New Phytologist(植物一区)。对蝴蝶兰花发育相关基因进行分离、组织器官表达和功能分析的系统研究。分离花发育相关基因7个，提出AB族基因参与营养与生殖器官(唇瓣)的建成，丰富了经典花发育模型理论。为国内外唯一进行蝴蝶兰ABC模型建立的研究小组；受邀与马红教授一同撰写综述Genesand Development(生物一区)。确定了蝴蝶兰花发育不同阶段及相关基因的组织表达特异性。该研究室首次报道了蝴蝶兰花发育ABC模型基因的组织定位表达，为揭示其功能奠定理论基础。台湾成功大学陈弘华教授咨询和借鉴原位杂交技术，并对花发育其他家族成员进行报道。建立了蝴蝶兰基因工程新品系获得的技术平台。在原球茎无性繁殖建立基础上，对6个花质相关基因，利用基因枪与农杆菌相结合技术，获得转基因蝴蝶兰104个株系。分子鉴定与表型分析，达到明确相关基因的功能，并应用于蝴蝶兰育种。该项目分离的花质性状新基因、组织表达水平、基因功能，基因工程育种的研究，不仅贮备了优质新基因，同时也为其他兰科植物和花卉品种的分子育种所借鉴，更为培育出新优质蝴蝶兰花卉品种做出了一定的贡献。成果发表在Genes and Development, Planta, Genetica等学术期刊17篇，其中SCI收录9篇，植物二区以上文章3篇。17篇研究论文被他引268次，其中植物科学顶尖期刊Trends inPlant Science一次引用该研究室发表的5篇文章。团队成员1人入选教育部新世纪优秀人才，1人入选上海市科技启明星(及跟踪)，1人入选上海市高校优秀教师。获得的13个新基因，全部收录GeneBank，获得5项国家发明专利授权。