同源异形盒基因(Homeobox, KNOX)是编码控制多细胞真核生物发育的转录调控因子,参与调控细胞分化的过程,在生物的形态建成中发挥着重要作用。兴安落叶松(Larix gmelinii)是东北地区的主要针叶林树种,因其巨大的经济价值,独特的生态意义,所以对兴安落叶松的研究尤为重要。为揭示兴安落叶松木材形成的机理,本研究以原产于大兴安岭地区的兴安落叶松为材料,分离材质形成相关的KNOX,并对其表达特性和功能进行了研究,以期从分子水平上揭示该基因在木材形成中的作用,为利用基因工程手段实现兴安落叶松木材形成的调控,进而为选育新树种提供理论基础。研究结果如下：1. LgKNOX基因的克隆及其生物信息学分析。本研究利用RT-PCR及RACE技术得到兴安落叶松LgKNOX基因的cDNA全长序列1659 bp,其中包含一个1502 bp的开放阅读框,编码474个氨基酸,5’非编码区77 bp,3’非编码区47 bp；所编码的蛋白质分子量为5.21kDa,理论等电点PI=5.68。蛋白结构分析表明,该基因所编码的氨基酸包含4个保守结构域：KNOX1、KNOX2、ELK和HOMEOBOX,属于非典型KNOX蛋白。系统进化树分析表明,LgKNOX基因属于I类KNOX家族,与桃树STM2及裸子植物火炬松KN3基因亲缘关系较近。2. LgKNOX基因的表达特性。半定量RT-PCR检测结果显示,LgKNOX在兴安落叶松的根、幼茎、针叶中均表达,在茎中表达量最高；该基因的表达受赤霉素、脱落酸和细胞分裂素的诱导,在ABA处理后LgKNOX基因表达量增加。3. LgKNOX基因启动子序列的克隆及分析。利用TALL-PCR方法,克隆了931 bp的LgNKNOX启动子序列,一些响应生物和非生物因子及植物激素的功能元件被发现存于该基因的启动子区域。证实该基因的表达受到激素及一些生物和非生物环境因子的调控。4. LgKNOX基因的异源表达分析。构建植物双元表达载体pBI101-LgKNOX并利用农杆菌介导的方法进行了84K杨的遗传转化,通过卡那霉素抗性筛选获得转基因杨树。表型观察发现,转基因植株出现明显形态学上的变化,包括：植株矮小、生长缓慢,节间距变短等。