D型细胞周期蛋白（cyclin D,CYCD）结合细胞周期蛋白依赖激酶（cyclindependent kinase,CDK）参与调控细胞周期G1/S期的转换,其对细胞的分裂和增殖发挥重要作用。CYCD近年来被报道可以通过调控细胞周期进程影响拟南芥等草本植物的生长发育,然而其在木本植物（如杨树）中的研究较少。本文以毛白杨为研究材料,研究了毛白杨PtoCYCD3;3基因在叶和茎发育中的功能。本研究得到的主要研究结果如下:（1）将杨树CYCD和CDK基因家族分别与拟南芥进行系统进化分析,结果显示,与拟南芥相比,CYCD基因在杨树中扩张至24个成员,CDK基因扩张至18个成员。系统进化分析表明杨树CYCD基因分为6个不同的亚类型,分别是CYCD1、CYCD2/4、CYCD3、CYCD5、CYCD6和CYCD7类。基因组定位分析显示大片段重复是CYCD基因在杨树中扩张的主要方式。根据毛果杨CYCD3和CDK基因的CDS区设计克隆引物,在毛白杨中扩增到5个PtoCYCD3基因和17个PtoCDK基因。序列比对结果显示PtoCYCD3基因具有典型的CYCD序列结构特征。每种亚类型的PtoCDK基因也均含有典型的特征序列。通过实时荧光定量PCR对5个PtoCYCD3基因的组织表达模式进行分析,结果显示PtoCYCD3;3基因与其它PtoCYCD3基因相比,在茎尖和幼叶组织中表达量较高。对PtoCYCD3;3进行亚细胞定位分析,结果显示其定位于细胞核。（2）毛白杨PtoCYCD3;3转基因植株在170天的观察期内发生了明显的形态变化。与野生型相比,PtoCYCD3;3转基因植株的株高增加、茎节数量增多、茎节长度增长、茎粗增加、叶片大小增加且发生褶皱以及出现多个分枝。通过扫描电子显微镜技术发现PtoCYCD3;3转基因植株成熟叶片近轴面表皮细胞和栅栏组织单位面积内细胞数量显著多于野生型,细胞面积显著减小。对光合作用进行测定,结果显示PtoCYCD3;3转基因植株叶片单位面积内光系统Ⅰ和光系统Ⅱ的电子传递速率降低,净同化速率降低。对PtoCYCD3;3转基因植株茎进行解剖分析,结果显示PtoCYCD3;3转基因植株茎次生木质部、次生韧皮部及形成层衍生组织厚度较野生型显著增加;次生木质部中导管的面积显著增大。内源激素含量测定结果显示,PtoCYCD3;3转基因植株叶和茎中油菜素内酯和脱落酸含量增加,生长素和细胞分裂素含量降低。（3）通过酵母双杂实验鉴定到在酵母体内与PtoCYCD3;3互作的12个PtoCDKs蛋白,分别为PtoCDKA;1,PtoCDKB1;1,PtoCDKB1;2,PtoCDKB2;1,PtoCDKB2;2,PtoCDKC;2,PtoCDKD;1,PtoCDKD;2,PtoCDKE;2,PtoCDKF;1,PtoCDKG;3以及PtoCDKG;4。利用双分子荧光互补技术,结果显示这12个PtoCDK均可在烟草叶片细胞中与PtoCYCD3;3发生互作。（4）对三年生PtoCYCD3;3转基因毛白杨表型进行分析,结果显示转基因植株的树高、胸径和基部茎周长与野生型植株的差异不显著。转基因植株顶部叶片与野生型相比发生明显褶皱。对叶片进行蛋白质组学和磷酸化蛋白质组学分析,在蛋白质组学中,共鉴定到648个蛋白表达上调,381个蛋白表达下调;在磷酸化蛋白质组学中共鉴定出31个磷酸化蛋白表达上调,37个磷酸化蛋白表达下调。在蛋白质组学中,富集到的差异蛋白主要集中在光合作用、剪接体、氧化磷酸化及核糖体生物合成等途径中。在磷酸化蛋白质组学中,富集到的差异蛋白主要集中在次生代谢物的合成、新陈代谢途径、糖酵解及剪接体等途径中。这些通路共同参与调控PtoCYCD3;3转基因植株叶片的发育。综上所述,本文研究了毛白杨细胞周期蛋白PtoCYCD3;3对叶和茎发育的影响,并鉴定到多个PtoCDK与PtoCYCD3;3发生互作。通过蛋白质组学与磷酸化蛋白质组学分析发现了PtoCYCD3;3过量表达可引起多个调控途径参与叶片发育。本研究明确了CYCD3;3基因在毛白杨叶和茎发育中的功能,并阐明了其机理。