大蒜(Allium sativum L.)为单子叶葱科葱属,一年或二年生二倍体(2n=2x=16)蔬菜作物。原产于西亚和中亚,因含有丰富的营养成分和耐储运等特点而被广泛种植。为初步解释大蒜花器官发育及败育的分子机制,本研究以大蒜常规品种‘伊宁红皮’为试验材料,应用RACE方法克隆6个大蒜MADS-box基因的cDNA全长,运用生物信息学方法对基因的氨基酸序列进行序列特征分析和系统发育分析。半定量PCR和实时定量PCR分析基因在不同器官的表达模式。研究结果如下:1.应用RACE方法分离了 6个大蒜MADS-box基因,分别命名为AsPI、AsAG、AsAGL6、AsSEP1、AsSEP3、AsSVP;全长分别为 939bp、1021bp、1132bp、1103bp、1042bp、1022bp;开放阅读框长度分别为 615bp、690bp、726bp、738bp、735bp和 657bp;分别编码 204、229、241、245、244、218个氨基酸。2.系统发育分析表明,B功能基因AsPI属于PI/GLO进化系;C功能基因AsAG属于AG-like进化系;AsAGL6基因属于单子叶AGL6-like进化系;E功能基因AsSEP1属于LOFSEP进化系,E功能基因AsSEP3基因属于SEP3-like进化系。3.实时定量PCR分析结果表明:AsPI在花芽中高丰度表达,在花芽的第一时期中表达量最高,在营养器官根、假茎、嫩叶、蒜皮中几乎不表达,在蒜薹中表达量极低;AsAG在花芽三个时期中表达量呈现递增的趋势,在营养器官假茎、嫩叶中几乎不表达,在根、蒜皮、蒜薹中表达量极低;AsAGL6在花芽的第三时期中表达量最高,在营养器官中几乎不表达;AsSEP1在花芽和蒜薹中表达量较高,在其他营养器官中几乎不表达,AsSEP3在花芽的第三时期表达量最高;AsSVP的表达模式与所克隆的其他MADS-box基因有所不同,AsSVP在花芽中表达量较低,在营养器官根、假茎、嫩叶中却高丰度表达,在蒜皮和蒜薹中中度表达,这与SVP基因抑制开花的特性相符。4.构建大蒜AsSVP基因过表达载体,用农杆菌侵染法转染拟南芥,结果发现与野生型相比svp突变体表现出开花时间延迟,野生型拟南芥在生长28天后,有14片莲坐叶出现花蕾;而转基因植株在生长36天后,有24片莲坐叶出现花蕾。验证了AsSVP基因对开花具有抑制作用。