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植物次生生长是维管形成层不断产生新的次生木质组织和次生韧皮组织的过程。多年来研究进展表明,激素、转录因子、调控因子等参与调控次生生长的过程。然而,林木次生生长及其调控的分子基础,仍然相当薄弱。鉴定参与林木次生生长过程中的重要分子及其作用,是林木分子改良的重要理论基础。本研究探讨毛果杨的一个未知功能基因Potri.016G101900功能,结果显示它可能参与或影响杨树的次生生长。取得的主要研究结果如下：毛果杨Potri.016G101900编码区全长CDS序列含300个核苷酸,编码100个氨基酸。同源性检索显示,拟南芥、水稻及玉米等不同植物物种均存在其同源基因；序列对比显示,该基因编码蛋白的推测氨基酸在不同的植物物种中存在较高的保守性。半定量RT-PCR分析显示,Potri.016G101900在毛果杨在根、茎、叶组织器官中均有转录表达；在第1至第6、第9茎节中Potri.016G101900转录表达水平随着茎段木质化发育程度而明显升高,暗示该基因可能参与毛果杨次生生长。采用融合绿色荧光蛋白(GFP)的策略,构建pGWB5-Potri.016G10190植物表达载体,在拟南芥中过量表达Potri.016G101900-GFP;激光共聚焦显微镜分析显示,在转基因拟南芥胚轴和叶组织细胞中绿色荧光信号与叶绿素自发荧光信号完全重合,表明Potri.016G10190-GFP很可能定位于叶绿体。同样,在转基因拟南芥根中绿色荧光信号区域很可能是质体。通过转化拟南芥获得Potri.016G101900过量表达遗传材料,组织解剖学结合化学染色分析显示,与野生型相比过表达Potri.016G101900的拟南芥出现幼根细胞的形态不规整、次生代谢物沉积、木质素异位积累；此外,过表达Potri.016G101900也导致转基因拟南芥茎束间区与木质部区域的木质素含量升高。这些结果表明,Potri.016G101900参与或影响毛果杨的次生生长。此外,为了鉴定Potri.016G101900在毛果杨中的反向遗传学功能,构建amiRNA-Potri.016G101900载体并在84K杨中进行过量表达,获得了Potri.016G101900转录表达被高效沉默的转基因杨树植株。这为进一步鉴定该未知基因在杨树次生生长中作用提供遗传材料。