【摘 要】
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木材资源对于整个人类社会具有不可缺少的重要意义。木材作为燃烧能源以及在造纸和建筑方面具有不可缺少的重要地位,树木的大部分生物量是木材,木材也称次生木质部。次生生长过程中维管形成层向内分化产生次生木质部,向外分化产生次生韧皮部,后续经历细胞膨胀扩增,次生壁沉积,细胞程序性死亡等一系列复杂发育过程使树干增粗,因此植物次生生长的基因调控网络具有重要的科研价值。本研究通过分析前期的基因表达数据选定LBD基
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木材资源对于整个人类社会具有不可缺少的重要意义。木材作为燃烧能源以及在造纸和建筑方面具有不可缺少的重要地位,树木的大部分生物量是木材,木材也称次生木质部。次生生长过程中维管形成层向内分化产生次生木质部,向外分化产生次生韧皮部,后续经历细胞膨胀扩增,次生壁沉积,细胞程序性死亡等一系列复杂发育过程使树干增粗,因此植物次生生长的基因调控网络具有重要的科研价值。本研究通过分析前期的基因表达数据选定LBD基因家族中的LBD21-31(Potri.010G186000)基因为研究对象,以杂交杨树84K为实验材料,克隆得到杨树LBD21-31基因片段,并成功构建35S::LBD21-31过表达载体,使用农杆菌介导的叶盘侵染转化技术侵染得到LBD21-31过表达转基因植株,通过RT-qPCR检测了LBD21-31在不同转基因植株中的表达量,后续通过表型分析和植株茎段切片观察分析了LBD21-31对杨树愈伤发育、根系发育及次生木质部发育的影响,使用DAP-seq分析了与LBD21-31直接作用的靶基因,为LBD基因家族研究和杨树良种选育提供了重要的理论依据,现有主要研究结果如下:(1)LBD21-31基因在次生木质部的表达水平显著高于次生韧皮部。(2)参考毛果杨LBD21-31基因序列,成功在84K杨基因组中克隆出LBD21-31的CDS序列。其CDS全长为492bp,与毛果杨碱基序列相似度为98.2%,氨基酸序列相似度100%。(3)成功构建35S::LBD21-31过表达载体,使用农杆菌侵染技术获得35S::LBD21-31过表达转基因植株。(4)RT-qPCR对转基因植株的基因表达量分析结果显示,LBD21-31表达量高的转基因植株在高度和茎粗上出现明显下降,木质部发育存在缺陷。(5)LBD21-31过表达植株愈伤组织过度增殖,植株生根困难。(6)外源生长素和细胞分裂素处理可抑制LBD21-31基因表达。(7)通过DAP-seq发现1637个与LBD21-31直接结合的靶基因,其中包括NAC转录因子、MYB转录因子以及生长素合成、转运、响应相关因子等。
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