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毛竹(Phyllostachys edulis)是中国最重要的经济竹种之一,适宜的条件下,竹笋能够在短时间内从0 m长到20 m,经组织解剖发现,这一过程包括细胞分裂和细胞伸长。对模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)等的研究发现:赤霉素(gibberellic acid,GA)和生长素(indole-3-acetic acid,IAA)在促进植物细胞分裂和伸长方面具有重要功能。IAA早期响应基因SAUR在促进细胞伸长方面发挥了重要作用;GA途径中的转录因子DELLA蛋白通过参与调控下游相关基因调节植物生长。本研究中:通过透射电镜(transmission electron microscope,TEM)对毛竹竹笋显微结构进行分析;基于毛竹基因组数据库进行SAUR和DELLA基因鉴定和生物信息分析;利用荧光实时定量(fluorescence quantification real-time PCR,qRT-PCR)、基因克隆、遗传转化、亚细胞定位、原核表达等分子生物学方法对SAUR和DELLA基因功能进行初步研究。主要研究结果如下:1.利用TEM对毛竹不同高度竹笋顶部细胞发育状况进行观察,在前期竹笋细胞较小,以细胞分裂为主;在发育中后期以细胞伸长为主,并伴随着细胞的逐渐发育成熟。基于毛竹基因组数据库对毛竹SAUR基因进行鉴定,得到38个毛竹SAUR(PheSAUR)基因,并对38个PheSAUR基因的编码区长度、编码蛋白氨基酸残基数、启动子元件分析及等电点等进行生物信息分析;多数PheSAUR基因没有内含子;对38个PheSAUR蛋白系统发育分析发现有多个姐妹对形成;对毛竹、水稻(Oryza sativa)及拟南芥的SAUR蛋白系统发育分析发现多数PheSAUR蛋白与水稻OsSAUR蛋白聚到一起,亲缘关系更近;在PheSAUR、AtSAUR及Os SAUR蛋白中发现了3个保守性很高的基序。在毛竹基因组数据库中鉴定得到1个毛竹DELLA基因,该基因没有内含子,并且丢失了部分保守结构域。2.用qRT-PCR对不同PheSAUR基因的表达量进行分析,PheSAUR2、PheSAUR6、PheSAUR18、PheSAUR20、PheSAUR26、PheSAUR35等基因在实生苗中表现出组织特异性表达现象;多数PheSAUR基因在毛竹实生苗外施IAA后表达量上调。克隆得到6个毛竹PheSAUR基因,亚细胞定位研究发现,PheSAUR4定位到细胞膜上,PheSAUR28定位到细胞质中,PheSAUR29和PheSAUR34同时定位到细胞膜和细胞核中,毛竹PheSAUR蛋白可能参与到IAA信号接收和传递过程中;通过转化拟南芥,35S:PheSAUR29-GFP在含有GA3的培养基上生长更快,PheSAUR29基因可能参与到GA途径中;接着对毛竹实生苗进行外施GA3和烯效唑(S3307)处理并分析PheSAUR4和PheSAUR29基因的表达量,两个基因均在外施GA3后上调表达,在外施S3307后下调表达,表明这两个基因均可能参与到GA途径中;同时发现了许多响应GA3的基因(PheSAUR7、PheSAUR13、PheSAUR16、PheSAUR17、PheSAUR18等)。此外,构建了PheSAUR4和PheSAUR29原核表达载体并探索得到两个蛋白的原核表达条件。3.克隆得到毛竹DELLA基因(1 857 bp),没有内含子,GC含量为69.04%,编码618个氨基酸,其蛋白含有DELLA蛋白全部典型的保守结构域;与不同物种的DELLA蛋白进化分析发现该蛋白与水稻SLR1蛋白同源性最高,因此将克隆得到的该基因命名为PheSLR1;同时克隆得到PheSLR1基因上游1 933 bp的启动子序列,并鉴定出GA和光响应元件;经qRT-PCR分析,PheSLR1在竹笋生长过程中表达量上升,在实生苗外施GA3后上调表达,外施S3307后下调表达;通过S3307处理的毛竹种子表现出发育缓慢的现象,PheSLR1在S3307处理的芽中的表达量较GA3和DMSO(对照)更低;亚细胞定位分析发现PheSLR1蛋白定位到细胞核中;用qRT-PCR方法对PheSLR1蛋白潜在下游基因(PheGA20ox、PheCesA1、PheCesA2、PheGASA6等)的表达量进行分析,这些基因多在竹笋发育过程中上调表达;此外,通过原核表达及纯化得到PheSLR1蛋白。本研究基于毛竹基因组数据库进行SAUR和DELLA基因的鉴定工作,并初步探索了PheSAUR29和PheSLR1等基因的功能,为这些基因参与毛竹竹笋发育机理研究提供了依据。