UDP-葡萄糖焦磷酸化酶(UGPase)是糖类代谢途径中的关键酶,它催化葡萄糖1-磷酸(Glc 1-P)和UTP产生UDP-葡萄糖(UDP-Glc)和焦磷酸盐的可逆反应。UDP-葡萄糖是胼胝质和纤维素合成中所必须的前体物质,因此,可通过调控UGPase的表达调控纤维素的合成进而实现林木材质的有效调控。在前期研究中我们分离了兴安落叶松UDP焦磷酸化酶基因(LgUGPase),并通过转基因研究证实该基因的过量表达能够促进植物的营养生长,增加纤维素的含量。为深入探究LgUGPase基因的表达特性,本研究分离了兴安落叶松LgUGPase基因启动子序列并对其顺式表达作用元件进行了分析;构建植物双元表达载体,采用农杆菌介导法转化拟南芥,并通过GUS组织化学染色研究了LgUGPase基因的表达特性。具体研究结果如下:1.利用Tail-PCR的技术克隆了1376bp的LgUGPase基因上游序列。利用PlantCARE对该序列进行预测与分析发现,其含有TATA-BOX、CAAT-BOX等启动子基本元件,同时包含光元素响应元件,低温和干旱等逆境响应元件,赤霉素、茉莉酸甲酯和生长素等植物激素响应元件。由此推断LgUGPase基因的表达可能受到光、低温、赤霉素、茉莉酸甲酯等的调控。2.利用同源重组的方法构建了pORE-R1-pLgUGPase::GUS双元表达载体,采用花絮浸染法遗传转化拟南芥,经基因组PCR和RT-PCR鉴定获得了4个稳定表达的转基因株系。3.转基因拟南芥的GUS染色结果显示,pLgUGPase::GUS在拟南芥幼苗的根、茎、叶中高效表达,成熟植株中表达量明显下降;成熟组织植株的叶脉、花萼、花丝、雄蕊和果荚检测到了GUS的表达,而在种子中没有GUS表达。4.低温胁迫和激素诱导实验证实,pLgUGPase::GUS的表达受低温、茉莉酸甲酯和赤霉素的诱导。本研究解释了LgUGPase基因的表达特性,为调控该基因的表达进而调控兴安叶松的木材形成提供了理论和实验依据。另一方面,本研究所分离的LgUGPase启动子为诱导型的启动子,其对于经济作物的遗传改良,特别是以种子作为收获目标的粮食作物的遗传改良具有重要的应用价值。