CLE基因作为信号肽的成员之一,在植物维管发育中发挥着重要的作用。目前,相关方面的研究基本上都集中在与木质部发育相关的基因上,比如TDIF。而对于韧皮部相关的基因研究较少,且基本集中于拟南芥。已有研究表明,拟南芥CLE25、CLE26、CLE45会抑制原生韧皮部的发育,本实验在毛果杨中找到了5个同源基因,即PtrCLE25、PtrCLE26A、PtrCLE26B、PtrCLE45A、PtrCLE45B,并对这5个基因进行深入研究。通过生物信息学对这5个PtrCLE基因进行了初步分析。数据表明除PtrCLE25以外的四个PtrCLE基因属于分泌蛋白,而PtrCLE25属于线粒体靶向肽,但从分值来看,也有可能属于信号肽分泌途径,两者分值相差不大。5个PtrCLE基因在根和茎中表达量较高。通过Plant CARE分析表明,5个PtrCLE基因含有与激素反应元件以及生长发育相关的元件,猜测这5个PtrCLE基因有可能调控植物维管发育。以毛果杨作为克隆材料,通过Gateway技术完成5个PtrCLE基因的过量表达和GUS载体的构建,并转入了717杨树中。目前,获得了一定数量的转基因阳性苗,其中对35S::PtrCLE25、35S::PtrCLE26B、35S::PtrCLE45A三个转基因株系完成了功能的初步探究。实验结果表明,过量表达PtrCLE25、PtrCLE26B和PtrCLE45A后杨树木质部区域增厚,髓面积变小。在转化苗的培育过程中,发现这3个转基因植株出现了侧根变短加粗。组织化学染色分析结果显示5个PtrCLE基因均在茎和叶中表达,其中PtrCLE25在叶柄中并没有观察到GUS染色,而PtrCLE26A在叶缘处表达强烈。此外,本实验利用CRISPR/Cas9基因组编辑技术构建了5个突变体,由于转化及生长时间原因,除开PtrCLE45A-Cas9部分转入生根培养基外,其余四个仍处于诱导生芽阶段。此外,为研究motif的功能,本文进行了多肽体外处理实验。实验发现PtrCLE26Ap和PtrCLE26Bp/PtrCLE25p多肽处理后pxl3pxl4双突中柱细胞数增多,PtrCLE45Ap处理后野生型和双突中柱细胞数目减少,表明PXL3和PXL4这两个受体基因有可能参与调控PtrCLE26A、PtrCLE26B及PtrCLE25的信号传导而未参与PtrCLE45A信号的传导。从多肽处理结果来看,这几类多肽均具有抑制根系发育的功能。本实验的研究结果为进一步挖掘PtrCLE基因的功能奠定了基础,为进一步探究PtrCLE基因在植物维管生长发育的作用机理和分子机制提供支持,为实现木材增产提供了依据。