生长素及其信号转导系统对植物的生长发育具有重要的影响。本研究从银腺杨'84K'(Populus alba × P. glandulosa cl. '84K')中分离了生长素受体基因PtrFBL1,利用PMDC32构建了PMDC32-PtrFBL1超量表达载体,并通过遗传转化获得了超量表达植株17个。对温室定植的3个转基因株系和对照植株的根系、生长量和光合指标等性状分析结果显示:转基因株系总根长和总根面积达到显著或极显著差异,而根系干质量、平均不定根系长度、平均不定根直径差异不显著;株高、平均节间长、地径和高径比皆高于对照,且大多数转基因株系达到显著差异;除气孔限制值(Ls)低于对照外,气孔导度(Cd)、水分利用效率(WUE)、光能利用效率(LUE)和叶绿素相对含量皆高于对照,且大多数转基因株系达到显著或极显著差异。以上结果表明,可能是FBL1超表达增加了转基因株系根系面积,提高了水分和养分的吸收利用,进而导致转基因株系光能吸收和转化效率提高,引起转基因株系生长加快。

为了分析AP1的表达调控模式,本研究克隆了拟南芥花异常株系AFDL的AP1启动子,启动子元件预测结果表明:AP1启动子中含有3个结合MADS调控因子的CArG box(从5'依次编号为CArG1、CArG2、CArG3),通过删减AP1启动子长度以及改变CArG box数量构建了5个GUS表达载体并转化野生型拟南芥。测序结果显示:AFDL的AP1启动子在核苷酸序列上与野生型拟南芥完全一致,这表明AP1在AFDL中的表达显著降低并不是启动子序列突变引起的;转基因植株的GUS表达模式说明了CArG1在花发育早期及后期激活基因的表达,CArG2在整个后期都对基因的表达有抑制作用,而CArG3在花发育初期就能抑制基因的表达,并且在中后期仍然保持了对下游基因的抑制作用,CArG box1、2、3对AP1的表达有显著但非决定性的影响。此外,还推测在AP1启动子0-3 579 bp范围之外存在影响AP1在第4轮花器官表达的调控元件,-3 579 bp至-1 752 bp区域可促进AP1的表达,而AP1启动子-1 759 bp至-1 359 bp区域除CArG2外的其它元件对调节其表达无明显作用。

目的 DET2基因编码一个5α-还原酶，是油菜素内酯(BRs)合成过程中的关键限速基因。研究DET2基因在杨树生长发育中的作用，对于进一步研究油菜素内酯在木本植物中的调控机制有重要意义。 方法 从银腺杨84K（Populus alba × P. glandulosa，‘84K’）克隆得到拟南芥AtDET2同源基因PagDET2，利用生物信息学对其进行序列比对、生化特征分析、构建系统发育进化树。通过RT-PCR分析其在杨树中的表达模式。构建由CaMV 35S强启动子驱动的过表达载体，通过农杆菌介导的叶盘转化法转化84K杨，得到PagDET2-OE转基因植株。分析过表达DET2基因对于转基因植株内源BRs含量、植株生长和抗逆的影响。 结果 克隆了包含全长编码区PagDET2基因全长，可编码一个长度为257个氨基酸的蛋白质。其蛋白序列与毛果杨、拟南芥、水稻、棉花、大豆、番茄DET2蛋白同源性较高，说明该基因在进化过程中相对保守。PagDET2在84K杨不同组织中均检测到表达，其在茎中的表达较高。通过ELISA检测植物 BRs含量发现，过量表达DET2可以显著提高杨树内源BRs含量。过量表达DET2基因，可以导致转基因植株的高生长，但对盐胁迫更加敏感。 结论 DET2基因作为BRs合成的关键基因，在杨树中过量表达可以显著提高内源BRs含量，促进植株增高。DET2转基因植株的获得为进一步分析BR参与木本植物生长发育的调控机制奠定了基础。

目的 探究bHLH亚家族成员MYC基因在杨树生长发育及对环境响应中的表达模式，为解析茉莉酸信号通路关键基因MYC调控杨树生长发育及抗逆响应提供参考。 方法 利用生物信息学方法鉴定杨树基因组中的MYC基因家族成员并对各成员的基因结构、保守基序进行了系统分析；在此基础上，采用实时荧光定量PCR技术检测了MYC成员在不同组织、不同植物激素响应及逆境胁迫下的表达模式。 结果 毛果杨基因组中含有10个MYC成员，这些成员在进化上相对保守，均具有典型的bHLH结构域，根据进化关系将其分为3个分支。组织表达分析发现，大部分MYC家族成员在根中均具有较高表达量，分枝Ⅱ两对基因在茎中呈相反表达模式。不同激素处理及非生物胁迫条件下MYC基因存在显著表达差异，但基因对之间多存在类似的表达模式。 结论 杨树MYC基因家族成员可能参与不同的生物学过程，研究结果为深入解析杨树MYC基因的功能奠定了基础。

目的 模式植物在木本植物中鉴定的许多重要调控因子家族在木本植物中出现了基因家族成员扩张, 但ARRs家族作为细胞分裂素响应调节因子在杨树基因组中成员数量反而减少, 其在木本植物中如何行使功能需要进一步研究。 方法 本研究通过生物信息学构建PtRRI启动子与GUS融合表达载体, 检测植物激素处理后PtRRI表达量和检测P_PtRRI::GUS转基因植株在生根过程中GUS信号等方法, 对杨树PtRRI基因的组织特异性表达模式进行分析。 结果 表明:PtRRI在杨树根部、形成层、木质部表达量相对较高, PtRRI转录受6-BA激素诱导, 与其在不定根发育过程中激素调控下的表达相一致。 结论 PtRRI基因可能参与杨树的次级生长。

[目的]为探讨额河杨和银灰杨天然杂种的起源机制,[方法]应用18对SSR标记,从分子水平上对新疆额尔齐斯河流域杨属植物的种间关系进行分析研究。[结果]表明:(1)SSR系统发育树将整个流域天然杨属植物分为两大类群,即黑杨派和青杨派为一类,白杨派为一类;(2)白杨派派内系统聚类图显示,银白杨、欧洲山杨、银灰杨三个树种均有较大的遗传分化,特别是杂种银灰杨似乎更大;(3)黑杨派和青杨派的UPGMA分类图显示,青杨派和黑杨派分属于2个分支,其中,青杨派内部分化相对简单,分为2支,均为典型的苦杨;黑杨派内部的分化较为复杂,可分为4类,包括典型的欧洲黑杨、额河杨和回交子代。[结论]杂种额河杨具有更多的欧洲黑杨的遗传成分,因此,将额河杨放到黑杨派是正确的。