水通道蛋白（aquaporins,AQPs）又称水孔蛋白,在植物内高效运输水分的一种蛋白。它负责将水分及中性小分子进行跨膜转运,这个过程不仅与植物生理活动息息相关,也参与植物对抗逆境胁迫等过程。目前的主要研究AQPs在物质转运及逆境胁迫过程中的作用,关于AQPs对木材次生生长影响的研究未见报道。本研究以毛果杨为研究材料,AQPs亚家族成员PtrPIP2;11为研究对象,研究PtrPIP2;11对毛果杨次生生长的影响,主要研究结论如下:在毛果杨数据库中筛选了14个PIP2亚组成员,经多序列比对证明皆包含AQPs保守的六个跨膜结构域及两个NPA基序。半定量检测PIP2亚组基因在毛果杨不同组织内的表达水平,结果表明PtrPIP2;11在木质部内高丰度表达;用Aspwood预测其茎组织表达丰度,结果表明PtrPIP2;11在木质部扩张区域有最高丰度表达。通过构建35S::PtrPIP2;11-YFP表达载体并利用PEG介导法转化杨树叶片原生质体,通过共聚焦荧光显微观察,YFP融合蛋白的荧光主要集中在内膜系统,证明PtrPIP2;11蛋白定位在细胞内膜系统上。基于CRISPR基因编辑策略,构建了PtrPIP2;11基因的CAS9/g RNA突变载体,通过农杆菌介导的毛果杨茎段转化方法及DNA分子鉴定获得5株转基因植株,对靶基因进行DNA测序,对比野生型获得三株靶基因双等位编辑。将突变体及野生型毛果杨置于温室生长90天后,与野生型相比,ptrpip2;11突变体的株高增加了11%、茎节长度和直径、叶宽均有明显增加,说明PtrPIP2;11影响了毛果杨的营养生长。我们在研究中把ptrpip2;11突变体和野生型毛果杨的茎组织进行振荡切片,间苯三酚染色后在光学显微镜下观察,发现同一茎节ptrpip2;11突变体植株次生韧皮部区域比野生型大,且木质部细胞层数更多;通过酸离析茎段纤维细胞和导管细胞后使用光镜测量大小,发现ptrpip2;11突变体大直径的纤维细胞和导管细胞占比较多,由此说明ptrpip2;11突变体株高和基茎的变化是木质部纤维细胞和导管细胞增大导致的,证明将PtrPIP2;11敲除会导致木质部细胞膨胀、次生韧皮区域变大,对茎的发育确实造成了一定程度的影响。将茎段徒手切片后利用扫描电镜观察细胞壁厚度,与野生型相比ptrpip2;11突变体细胞壁变薄。通过ABSL测定木质素含量、蒽酮法测定纤维素含量,与野生型相比,ptrpip2;11突变体木质素含量降低10%、纤维素含量升高14%,进一步证明PtrPIP2;11影响了茎部细胞的细胞壁合成及木材组分含量。本研究显示PtrPIP2;11敲除影响茎的发育,说明PtrPIP2;11直接或间接影响了植物的生长。