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木质素是植物体中除了纤维素之外含量最丰富的生物大分子,主要存在于导管分子和木纤维中,与纤维素及木聚糖共同构成了植物的次生壁。木质素在植物体的机械支撑、抵抗病原菌侵害等方面扮演重要的作用,同时也具有重要的经济价值。为了阐明毛白杨木质素生物合成途径中的转录调控机制,本论文在前人研究基础上,通过对拟南芥、桉树、火炬松等植物中木质素合成相关的MYBs转录因子的氨基酸序列比分析,克隆了毛白杨中与木质素生物合成相关的MYB转录因子,进化分析显示这些基因与拟南芥中的AtMYB58、AtMYB63、 AtMYB46以及桉树中的EgMYBI亲缘关系很近。半定量及荧光定量分析PtoMYBs的组织表达谱发现,它们均在茎中表达量较高,尤其是PtoMYB216、PtoMB125等基因,暗示这些PtoMYBs可能参与了毛白杨中木质素的生物合成调控。为此,本研究选取PtoMYB216、PtoMYB125为研究对象,进一步解析了其具体的生物学功能。首先将PtoMYB216、PtoMYB125分别转化毛白杨,获得超量表达的转基因植株。通过木质素含量测定及木质素染色发现,过表达PtoMYB216、PtoMYB125均能导致转基因植株中木质素含量的明显增加,其中PtoAMYB125促进木质素合成的效果更显著,显示PtoMYB216、 PtoMYB125均参与了杨树木质素的生物合成调控。为了检测超量表达PtoMYB216、PtoMYB125是否会影响木质素合成途径中关键酶基因的转录,通过荧光定量PCR发现,在PtoMYB216、PtoMYB125的超量表达植株中,苯丙氨酸代谢途径中与木质素合成相关的关键酶基因表达量均有所上升,同时检测发现,纤维素、木聚糖合成途径上关键酶基因的表达也受到了明显的影响。以上实验结果证明,PtoMYB216、PtoMYB125是毛白杨木质素生物合成途径中的转录激活子,超量表达PtoMYB216、PtoMYB125能够明显提高转基因毛白杨中的木质素含量。