凤梨科(Bromeliaceae)植物为单子叶草本植物,种类繁多。具有较高的食用价值和观赏价值。因其对环境条件的要求比较严格,具有营养期过长和花期不稳定的缺点。利用乙烯及其衍生物促使其开花已经成为凤梨科植物栽培中普遍采用的重要措施；另外凤梨还具有不同的生长时期对乙烯处理反应也不同的特性：成株开花而幼株不开花。蜻蜒凤梨(Aechmea fasciata)属于凤梨科珊瑚凤梨属(Aechmea),生产中也用乙烯及其衍生物调控花期。但迄今为止,乙烯诱导凤梨科植物开花的分子机理尚不清楚。本研究以乙烯利处理后不同时间的幼株和成株蜻蜒凤梨为材料,应用Illumina高通量短片段测序技术,构建了三个转录组文库。并对其进行生物信息学分析,从中筛选表达差异基因。随后创新性地通过构建和比对本地转录组数据库的方法获取感兴趣的乙烯信号途径和开花相关基因。通过RACE技术获得了大量目的基因cDNA全长,再利用GeXP技术对处理后不同时期的蜻蜒凤梨植株进行目的基因的表达分析。根据实验结果探索性地阐明了凤梨科植物乙烯利催花的分子机理,初步解释了生长期不同而对乙烯反应不同这一现象。实验主要研究结果如下：1.在缺乏凤梨科植物基因组信息的情况下,通过高通量测序技术获取了大量蜻蜒凤梨转录组序列,筛选到大量与乙烯信号传导和开花相关的差异表达基因。RACE和半定量RT-PCR结果也验证了生物信息学分析结果的准确性。2.利用NCBI提供的BLAST软件创新性地构建了本地转录组数据库,可根据已知基因序列,通过同源比对方法从其中获取感兴趣的基因和microRNAs序列。创建了一种在转录组文库中更准确快捷获取目的基因的新方法。3.通过RACE获取了44个乙烯信号及开花途径关键基因的cDNA全长。4.乙烯信号途径关键基因表达分析显示,EIL及此途径的最终作用对象ERF转录因子在1h即开始升高以启动后续反应,说明在凤梨中乙烯信号传递速度很快。并且AP2/EREBP家族成员间,表达量变化时间不同,变化趋势也各异,推测其受调控的方式存在差异。5.乙烯处理后,分析开花的五条途径中相关基因的变化。(1)自发途径中关键基因FLD出现下调,乙烯在此途径呈现抑制开花效果,且其最核心的FLC基因未能获得。(2)赤霉素途径中起抑制GA信号作用的关键基因DELLA及miR159表达量升高,它们能够抑制开花启动基因SOC1和LFY及靶基因GAMYB。(3)春化途径中没有获得任何相关基因,推测与其为热带植物,不存在春化所需环境有关。(4)光周期途径中的基因GI出现下降,光周期信号的整合因子CO基因初期变化不显著,后期才呈现增强趋势,但时间晚于位于其下游的FT基因,故推测并非直接通过光周期途径促进开花。(5)开花抑制因子中的TFL1-like和AP2-like出现变化,影响到了成花诱导。总起来说,乙烯能够影响到这些途径中的相关基因表达,但开花可能并不通过前四条途径中的任何一条,而成花抑制途径可能直接进行了参与。6.实验结果显示,乙烯信号对凤梨的催花作用是通过直接诱导同源于水稻RFT1的FT基因大量表达来启动开花过程的,结果还显示此过程无株龄限制,成株幼株皆大量表达。另外还存在一个同源于水稻Hd3a的FT基因,3d后在成株中逐渐升高,幼株中则持续维持极低水平,此Hd3a-like基因的变化晚于其下游所调控的AP1基因表达量升高的时间,但符合CO后期在成株幼株中的变化趋势,故推测此Hd3a-like基因可能受CO影响。凤梨中存在的两个FT基因可能类似水稻中的RFT1/Hd3a双FT系统。7.控制时期转变的miR156和其靶基因SPLs的几个成员在成株幼株间表现了不同的表达趋势,预示着成株发生了时期转变,而幼株没有。同样具有时期转变和控制开花的miR172在乙烯处理后,成株中表达量的上升远高于幼株。3个具有172靶位点的AP2-like基因,AP2-1和AP2-3都出现了剧烈下降,而AP2-2在成株中缓慢下降,幼株中逐渐上升。我们推测,这些差异是由AP2-like基因的功能和位置的区别造成的。AP2-1和AP2-3类似于拟南芥中能够抑制FT表达的SMZ,乙烯处理前,在成株和幼株中高表达,抑制FT,处理后剧烈下降解除抑制。AP2-2类似于能够控制时期转变的拟南芥TOE和玉米GL15,在成株中下降,完成时期转变并最终开花,而在幼株中上升,阻止了时期转变而无法开花。因此乙烯处理后成株开花而幼株不开的现象,可能与植株从营养生长时期转变为生殖生长时期这一过程有关。8.乙烯处理前,幼株和成株RFTl-like皆不表达,但两者的抑制机理不同：幼株中主要由高表达的TFL1-like起抑制RFT1-like的作用,miR172的靶基因AP2-like表达量极低不发挥作用；而成株中TFL1-like表达量极低,主要由高表达的miR172的靶基因AP2-like起抑制RFT1-like的作用。9.两个API-like基因表达趋势相似。在后期幼株中开始下降,成株中持续上升,是最终开花启动的标志。根据实验结果,凤梨中开花启动过程可能不需要LFY, SOC1的参与。10.凤梨的乙烯催花是一个启动和决定的双重机制,启动过程由RTF1-like决定,是非特异的；最终开花与否,主要通过miR172与其靶基因AP2-like和miR156与其靶基因SPLs协同作用完成决定。