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木材形成是一个复杂的生物学过程,是维管形成层生长和分化出次生组织的结果。研究维管木质部发育的分子基础,即找出木材形成过程的关键调控基因,进而有目的改变这些基因的表达,对提高林木的生长速率,改良林木的木材性状具有重要意义。扩张蛋白(expansin)是一种已经确定的细胞壁松弛因子,具有伸展细胞壁、促进细胞分化的功能。为探讨扩张蛋白在木材形成中的功能、表达调控、作用机制及其在基因工程遗传改良中的应用前景,从而为进一步研究基因工程改良树木材性提供理论基础和基因资源。本文以毛白杨形成层区域扩张蛋白PtEXP1基因为研究对象,开展了扩张蛋白的基因工程研究工作,主要取得以下研究成果:1.以毛白杨(Populus tomentosa Carr.)为材料,利用RT-PCR法从树干形成层区域中成功克隆出可能与木质部细胞分化相关的基因PtEXP1的全长cDNA片段,并成功将该片段连接到pGEM-T载体中。2.利用双元植物表达载体PBI121,将基因PtEXP1的全长cDNA片段776bp正向插入载体CaMV35S启动子后,构建了该基因的正义植物表达载体PBI121- PtEXP1,并成功转入根癌农杆菌GV3101中。3.应用在银腺杨(P.alba×P.glandulossa)84K上建立的高效遗传转化体系,通过农杆菌介导的叶盘法进行了PtEXP1基因的遗传转化,并获得了经抗Kan抗性生根筛选的正义表达PtEXP1基因的转基因植株。4.利用PCR扩增检测经抗Kan抗性生根初步筛选出的转基因植株,获得12株呈阳性的植株;经Sounthern印迹杂交进一步验证12株呈阳性的植株中有9株植株有外源基因插入,即获得9株转基因植株。本研究成果为今后研究扩张蛋白在树干形成层活动过程中的表达、功能与调控机制以及研究其在杨树维管系统发育过程中的作用奠定了基础,同时也为研究形成层细胞形成、分化的分子基础提供了理论,从而为进一步研究基因改良树木材性提供了理论基础与基因资源。