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木材形成是一个受到基因编码严格调控的复杂的生物学过程。若通过分子育种技术来改良木材品质，需首先深入了解木材形成过程的分子机制，即研究控制木材形成的关键基因及其相互作用机制，以实现有目的地进行分子育种设计，最终达到调控木材形成、改良木材品质的目的。生长素在形成层活动和维管组织分化中起着极其重要的调控作用，包括：控制形成层活动周期，维持纺锤状细胞的形态和排列方向，控制木质部和韧皮部的分化。先前在模式植物拟南芥中的研究初步表明，生长素结合蛋白(Auxin Binding Protein，ABP)和生长素响应蛋白(Auxin Response Protein，ARP)可通过调控生长素的转运来实现有效控制木材维管系统发育和分化。为了研究在木本植物中生长素与形成层活动和次生维管组织形成的关系，本研究利用RT-PCR方法，克隆了2个与生长素信号转导密切相关的基因，通过组织特异性表达分析和基因工程技术来研究这2个基因在杨树中的表达模式，初步揭示了其对形成层活动和次生维管组织的影响。得到如下主要结论： 1．Aux／IAA基因在生长素信号转导系统中具有重要作用。利用RT-PCR方法，首次从毛白杨形成层cDNA中分离出PtIAA1cDNA，并进行了测序和序列分析。结果表明，克隆的毛白杨PtIAA1 cDNA片段总长为764 bp，基因内部含有完整的开放阅读框架，大小为606 bp，可编码长度为201个氨基酸残基的蛋白质。在此基础上，利用RT-PCR方法，研究了其组织特异表达模式，发现该基因在形成层区域表达量最高，未成熟木质部次之，成熟木质部较低，在根部表达丰度很低，而在韧皮部中则几乎没有检测到PtIAA1基因的表达。为了研究PtIAA1基因对形成层活动和次生维管组织形成的影响，以pBI121为载体，分别构建了该基因的正、反义表达载体，通过农杆菌介导的叶盘法，将构建好的基因导入杨树中，经PCR检测和Southern杂交实验表明，本研究得到了该基因的正、反义杨树转化植株。定量PCR检测显示，该基因在转化和野生型植株中表达有明显差异。在此基础上，通过表型观察，发现PtIAA1正义转化植株的高生长明显低于对照植株，且地径小于对照植株。相反PtIAA1反义转化植株的地径明显大于对照植株，而且茎发生严重弯曲。对杨树茎横切面进行切片观察发现，PtIAA1反义转化植株形成层区域明显变宽，而正义转基因植株则变窄，初步表明PtIAA1可能参与了形成层细胞的分裂和分化。 2．ABP1是可能的生长素受体，在植物生长发育过程中有着重要的作用。