在拟南芥(Arabidopsis thaliana)中,IQM家族是1个含有IQ基序的钙调素结合蛋白家族,IQM3是其中的一员,由At3g52870编码。IQM3参与短日照抑制成花;CO(CONSTANS)是光周期信号和生物钟信号整合调控的关键基因;光敏色素Phy B是感知红光的光受体,调控CO蛋白的稳定性。可见,三者均参与光周期途径调控拟南芥成花。为研究IQM3介导的钙调素信Biosensing strategies号参与成花调控的分子机制,光周期变化对IQM3表达的影响以及研究IQM3与Phy B和CO之间的遗传学关系,本研究通过遗传学、分子生物学、生物信息学和植物生理学等研究手段进行了研究,得到如下结果:1)IQselleck HPLCM3所介导的钙调素信号调控成花的确定。成功构建IQM3的钙调素结合的关键基序——IQ基序的点突变互补表达载体,并成功转化iqm3-2,其转基因植株因呈现出矮小畸形的表型而未能互补IQM3的突变,故未能确定IQM3介导的钙调素信号参与成花调控。推测IQM3具有毒性,当其IQ基序正常时,因能与Ca M结合而抑制其毒性释放;当其IQ基序突变后,Ca M不能与之结合而释放其毒性,RAD001采购严重抑制植物生长发育。2)IQM3可能不参与温度途径调控拟南芥成花。高温(27℃)或低温(16℃)均不影响iqm3-1和iqm3-2的主要成花表型如莲座叶数、成花时间与成花进程,表明IQM3不参与温度途径调控拟南芥成花。3)IQM3具有光周期表达模式且其突变影响光周期关键基因和生物钟重要基因的光周期表达模式。RT-q PCR分析结果表明,光照时间越长,IQM3表达量越高,黑暗时间越长,其表达量越低。说明IQM3的表达受光周期调控。并且,IQM3突变,改变光周期关键基因CO、FT和生物钟重要基因LHY、GI、TOC1、CCA1、FKF1和ZTL的光周期表达模式。4)IQM3突变不影响红光下下胚轴的伸长。在1.41μmol/m~2·s~(-1)和0.17μmol/m~2·s~(-1)的持续红光条件下培养5、10或15 d,iqm3-1、iqm3-2的下胚轴与野生型相比均无显著性差异。5)发现一个新的CO(At3g52870)突变体:co-12。测序结果显示,在该基因的第一个外显子上缺失了“ACTTGCTAG”9个碱基,含有限制性核酸内切酶Bfa I的酶切位点“CTAG”,由此建立了用于该突变体鉴定的分子标记;表型分析结果表明,co-12具有该基因其他突变体的重要表型即长日照下晚花、短日照下早花、幼苗短根的表型。为后续构建CO与IQM3的双突变体奠定了基础。6)IQM3活动在Phy B的下游调控CO的表达参与短日照抑制成花。RT-q PCR分析结果表明,在短日照下,IQM3突变后,Phy B的转录水平不受影响,CO的转录水平上调;Phy B突变后,IQM3的转录水平下调,CO的转录水平上调;CO突变后,Phy B和IQM3转录水平均不受影响;推断IQM3活动在Phy B的下游、CO的上游。进一步进行的双突变体遗传分析结果表明,在短日照下,phyb-9 iqm3-2成花早于iqm3-2,成花表型偏向于phyb-9,即iqm3突变不影响phyb的早花表型,phyb是iqm3的上位突变,表明IQM3活动在Phy B的下游而抑制成花;co-12 iqm3-2成花早于iqm3-2,晚于co-12,成花表型偏向于co-12,即iqm3突变体的早花表型要求CO,表明IQM3通过CO抑制成花,IQM3活动在CO的上游。此结果印证了基因表达分析的结果。综上所述,IQM3具有光周期表达模式,活动在Phy B的下游,抑制CO的表达,最终抑制短日照成花。本研究的结果为认识IQM3参与光周期途径调控成花的分子机理提供了遗传学证据。