小桐子(Jatropha curcas)是大戟科多年生木本油料植物，其种子含油率高达40％，且种子油中不饱和脂肪酸含量达80％，是加工生物燃油的优质原料。近些年小桐子成为研究热点，人们期望将小桐子发展成为未来石油能源的替代品。但目前小桐子生物燃油产业发展面临原料严重短缺的问题，主要是因为小桐子雌花与雄花的比例过低而导致的其种子产量不高。本实验室前期研究表明，外源喷施细胞分裂素6-BA可有效地促进小桐子花芽的分化，每个花序的总花数增加，同时雌雄花的比例提高，最终使结果数量增加3.5倍，种子产量提高2.3倍。本论文基于以上的研究结果，主要开展对小桐子细胞分裂素合成代谢关键酶基因JcIPTs(异戊烯基转移酶基因)和JcLOGs(磷酸核糖水解酶基因)的克隆和功能分析研究;另外，我们对小桐子不同发育阶段的花芽和种子中内源细胞分裂素含量进行了测定。论文主要研究结果如下:　　(1)首次采用荧光实时定量PCR(RT-qPCR)实验技术从常用的11个候选内参基因中筛选出不同实验条件下用于基因表达量分析的最佳小桐子内参基因组合。不同实验样品类型需采用不同内参基因组合。例如，在营养生长阶段和生殖生长阶段的样品集中适合的内参基因组合为Actin+GAPDH+ EF1α;单独营养生长阶段的样品集适合的内参基因组合为Actin+TUB8;单独生殖生长阶段的样品集则对应为GAPDH+ EF1α;在脱水胁迫和冷害胁迫的样品集中适合的内参基因组合为Actin+GAPDH+TUB5;单独的脱水胁迫和冷害胁迫样品集中适合的内参基因组合分别对应为TUB5+TUB8和GAPDH+Actin。实验中若只选用1个内参基因来进行基因表达量的分析，Actin是首选。　　(2)根据小桐子JcIPT家族中的6个基因成员及JcLOG家族中的9个基因成员在实验中包含的12个组织部位中基因成员间的表达重叠性特点和JcLOG家族中的8个成员基因在拟南芥中的超量表达表型相类似（区别在于表型严重程度）的特点。得出如下结论:JcIPT家族和JcLOG家族的成员基因间可能与拟南芥类似也存在功能性冗余;JcLOG家族中的重要成员基因应包含JcLOG1、JcLOG3、JcLOG5和JcLOG7中的一个或多个。这4个基因在拟南芥中的超量表达表型特征较其他JcLOG家族成员基因的表型更为严重，主要表现为顶端优势削弱、叶绿素含量增加、可育性种子变大、根的生长受促进或抑制、抗旱能力提高、植株呈现半矮化状态、生长周期延长、衰老延缓，与拟南芥AtLOG基因的超量表达表型相类似，但研究该家族基因的功能还仍需对转基因小桐子进行相关研究。　　(3)对小桐子花芽Ⅰ（花芽萌发后7d）、花芽Ⅱ（花芽萌发后20 d）、0 DAP(dayafter pollination)10 DAP和20 DAP的种子共5个样品中的细胞分裂素含量进行测定，结果是:花芽Ⅰ中玉米素类CKs（zeatin型，主要为tZR（反式玉米素核苷）和DHZR（反式二氢玉米素核苷））含量很高，为主要CKs类型，腺苷类CKs（iP型，主要为iP（异戊烯基腺嘌呤）和iPR（异戊烯基腺苷））含量较少，花芽Ⅱ中iP型CKs含量显著增多，成为主要CKs类型，而zeatin型CKs含量大为降低;在种子中，从0 DAP的子房、10 DAP的种子到20 DAP的种子，zeatin型CKs含量逐渐增加成为主要CKs类型，iP型CKs含量逐渐减少。因此，我们得出如下结论:iP型和zeatin型CKs分别在小桐子花芽的不同发育阶段中各自起着特定的作用;zeatin型CKs（非iP型CKs）可能在小桐子的种子发育过程中起重要作用。　　(4)从花芽Ⅱ中JcIPT8的较高表达水平和花芽Ⅱ中的较高iP型CKs含量得到如下结论:JcIPT8可能专门负责iP型CKs的合成，且这种基因与细胞分裂素类型之间的特异性合成关系可能也存在于JcIPT基因家族的其他成员基因中。　　本研究采用磁珠富集的方法在柬埔寨龙血树(Dracaena cambodiana)中开发出了16对多态性好、重复性高的SSR(Simple Sequence Repeat)引物。16对SSR引物在由各居群中随机选出的22个个体中共扩增出89个等位基因，每个位点的等位基因数（Na）在6～14个之间，平均等位基因数为9.188。16对SSR引物在同属其他4个种内的SSR扩增检测结果表明，大部分引物（除DC140与DC437外）能在4个种内扩增得产物来，有部分引物还呈现出多态性的特点，说明所开发SSR引物在属内种间具有一定的通用性，可以应用于龙血树属其他种的相关遗传学研究。我们从16对SSR引物中选出6对最为理想的SSR引物用于研究柬埔寨龙血树13个自然居群及1个迁地保护居群的遗传多样性研究。结果表明:　　(1)柬埔寨龙血树各自然居群及迁地保护居群均有较高的遗传多样性水平，且各居群间表现为遗传多样性水平差异较大。其中位于越南海防的居群(HP)的遗传多样性水平最高，西植园迁地保护居群(CB)的遗传多样性水平位居第二，中国海南东方的居群(DF)遗传多样性水平最低。遗传多样性水平由高到低的各居群分布地依次是:越南海防(HP)＞西植园迁地保护区(CB)＞云南勐远(MM)＞广西凭祥(PX)＞云南镇康南伞(NX）＞云南孟连(ML)＞云南景谷(JG)＞柬埔寨马德望(BA)＞泰国清迈(QM)＞老挝琅勃拉邦(LA)＞海南三亚(SY)＞柬埔寨贡布(KP)＞广西靖西(JC)＞海南东方(DF)。迁地保护区的居群仍持有较高的遗传多样性水平，表明对其采用的迁地保护措施是有效的。鉴于柬埔寨龙血树属于典型的寿命长的物种，其寿命可长达几百至上千年，且主要靠种子传播的方式繁殖（种子可由鸟类、鼠类或兽类吃食而得到散布传播到较远地方，萌发较快，发芽率较高）的特点，我们推测以上生物学特征有可能是造成其遗传多样性水平较高的因素。　　(2)经由AMOVA分析表明，柬埔寨龙血树遗传变异主要存在于居群内，居群间的遗传变异只占29.53％，加上柬埔寨龙血树的各居群具较高的杂合度，推测其繁育系统为异交。居群间的基因流Nm=0.713，基因交流程度有限。经过Mantel检测可知柬埔寨龙血树居群间的遗传距离与地理距离之间没有显著的相关性。由UPGMA方法构建的聚类图也表明居群间的遗传距离与它们之间的地理距离没有相关性，这可能跟该物种的进化历史较短有关。　　目前，柬埔寨龙血树正面临着很严重的人为破坏，加之属于狭域分布的地方特有种更应该受到保护。针对柬埔寨龙血树自然居群的遗传多样性丰富，且其遗传变异主要存在于居群内的这一特性，在进行就地保护时，应充分重视居群内不同类型个体的保护;对遗传多样性水平最高的居群应给予重点保护，防止进一步破坏;可对一些具备育种价值的资源进行迁地保护。考虑到遗传变异主要存在于居群内部，迁地保护时应该从居群内部多挑选一些个体，同时也要从不同的居群进行适量取样。本研究证明，在西双版纳热带植物园内对柬埔寨龙血树的迁地保护措施是很有效的，其遗传多样性水平仅次于越南海防的自然居群。