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AP2/ERF是一类庞大的转录因子家族,SHN2(SHINE2)是AP2/EREBP亚家族中的一员,与植物角质及蜡质的形成密切相关,同时在植物次生生长的调控过程中发挥重要作用,是直接或间接调控纤维素合成、木质素合成和次生细胞壁生物合成的关键转录因子。然而,对SHN2基因的研究,目前多集中在拟南芥等少数模式植物或经济作物上,木本植物中的研究尚未见报道。本研究以小黑杨为试材,初步分析PsnSHN2基因功能及其组织表达特异性,为人们进一步了解杨树次生生长机制及利用PsnSHN2基因改变杨树生物质组成,培育优良纸浆材打下基础。本研究首先利用PCR技术,克隆了小黑杨中与拟南芥AtSHN2同源的cDNA序列,命名为小黑杨SHN2(PsnSHN2),将其与CaMV 35S强启动子融合构建植物表达载体并对基因序列进行分析;将PsnSHN2与CaMV 35S-GFP报告基因融合,利用基因枪方法瞬时转化洋葱表皮细胞及稳定表达技术转化烟草,分析PsnSHN2在细胞中的定位;进而利用实时荧光定量PCR技术和半定量技术,对二年生小黑杨不同组织部位中PsnSHN2基因相对表达量进行分析;又利用酵母单杂交技术,对PsnSHN2与DNA顺式作用元件的互作进行分析,同时利用PLACE网站对毛果杨中靶基因启动子区进行分析;最后将PsSHN2基因遗传转化烟草,获得高表达PsnSHN2基因的烟草,分析高表达PsnSHN2基因烟草表型变化及分子调控的机理。研究结果显示:1、小黑杨SHN2(PsnSHN2)基因全长540bp,其蛋白分析与毛果杨相似性高达99%,蛋白分子量43291.1k Da,理论等电点为5.21;2、PsnSHN2编码的蛋白定位在细胞核,符合转录因子编码蛋白定位在细胞核的一般特征;3、二年生小黑杨不同组织部位中PsnSHN2基因表达量存在明显差异,其表达丰度最高的是木质部、根部及韧皮部;4、PsnSHN2与DNA结合的顺式作用元件为GCC-box、JREB-box及DRE类,并得知毛果杨中部分次生生长相关基因启动子区含有GCC-box或DRE核心序列。5、转PsnSHN2基因的烟草表现为株高增加、基茎增粗、叶片变大、纤维素长度及含量提高、次生细胞壁增厚,同时烟草中纤维素合成、木质素合成及细胞壁生物合成途径基因的表达量增加。上述结果表明,PsnSHN2转录因子主要作用在木质部,在小黑杨的的次生生长过程中发挥重要作用。