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为了研究雌雄异株植物形态结构对生殖功能的适应性,本研究以裸子植物银杏31年生茎干以及被子植物垂柳5年生茎干次生木质部为试材,采用木材切片法和离析法,研究了其管状分子的性别二态性。管状分子是形成层细胞分裂、分化和发育而成的,为了探讨其管状分子性别二态性产生的原因,本研究还利用RNA-seq技术,分析了两种植物形成层区域转录组的差异。研究结果如下:1.银杏与垂柳雌株各年轮宽度均大于同年雄株的,其中银杏雌株年轮宽度比雄株大0.34%(第31年)~25.91%(第6年),而垂柳雌株比雄株大1.49%(第3年)~12.19%(第1年)。2.在银杏中,雌株早材管胞长度、宽度和腔径分别比雄株大3.03%,5.34%和6.18%,晚材管胞长度、宽度和腔径分别比雄株大2.57%、5.57%和6.55%,木射线密度比雄株大12.27%(P<0.05);而在垂柳中,雌株导管长度、宽度、腔径和密度分别比雄株大8.20%、4.25%、4.39%和22.89%,管胞长度、宽度和腔径分别比雄株大7.28%、10.11%和14.77%,木纤维长度、宽度和腔径分别比雄株大9.34%、9.41%和13.81%,木射线密度比雄株大10.09%(P<0.05)。3.在银杏同一轮龄中,雌株管胞长度、宽度和腔径等指标分别比雄株大1.09%~7.43%、1.47%~7.97%和1.96%~13.2%,长宽比和壁腔比分别比雄株小0.40%~2.22%和3.47%~29.70%(P<0.01);在垂柳同一轮龄中,雌株导管长度、宽度、长宽比和腔径等指标分别比雄株大8.90%~15.56%、1.74%~3.26%、5.70%~13.93%和1.82%~3.44%(P<0.01),管胞长度、宽度、长宽比、腔径及腔径比等指标分别比雄株大5.48%~18.36%、8%~13.01%、1.52%~8.80%、12.27%~18.91和4.42%~6.85%,壁腔比比雄株小14.62%~22.96%(P<0.01)。4.银杏共筛选出1 466个差异基因,其中表达上调的基因有844个,在雌株中的表达量比雄株高50.10%~100%,表达下调的基因有622个,在雌株中的表达量比雄株低50%~100%;而垂柳共有1 225个基因差异表达,其中上调基因有773个,在雌株中的表达量比雄株高50.10%~100%,下调基因有452个,在雌株中的表达量比雄株低50.10%~100%。5.银杏雄株形成层转录组中的IAA12基因的表达量比雌株高66.79%,而垂柳雌株形成层转录组中的IAA4基因的表达量比雄株高65.84%。上述研究结果表明,(1)在不同的时间尺度内,两种植物茎管状分子的形态结构都具有性别二态性,且与其生殖功能相适应。这不仅为植物第一性征的存在提供了有力的结构证据,丰富了植物第二性征的内容,而且也为雌雄株早期性别鉴定提供了线索。(2)两种植物管状分子形态结构的性别二态性主要是基因调控的结果。