【摘 要】
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兴安落叶松（Larix gmelinii）属于松科（Pinaceae）落叶松属（Larix）的针叶乔木,主要分布于大、小兴安岭地区,是荒山造林和森林更新的树种,被广泛应用于房屋建筑、土木工程、木纤维工业等的原材料。纤维素是植物细胞壁的主要成分,储存在植物的初生壁和次生壁中的,纤维素增加了植物细胞壁的强度,纤维素主要由纤维素合成酶（Cellulose synthase,CesA）合成,而纤维素合成酶
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兴安落叶松（Larix gmelinii）属于松科（Pinaceae）落叶松属（Larix）的针叶乔木,主要分布于大、小兴安岭地区,是荒山造林和森林更新的树种,被广泛应用于房屋建筑、土木工程、木纤维工业等的原材料。纤维素是植物细胞壁的主要成分,储存在植物的初生壁和次生壁中的,纤维素增加了植物细胞壁的强度,纤维素主要由纤维素合成酶（Cellulose synthase,CesA）合成,而纤维素合成酶的表达丰富度影响植物的生长发育。因此,深入研究兴安落叶松纤维素合成酶的功能和表达调控,为遗传改良木材提供有效的候选基因,具有重要指导意义。本研究首先利用兴安落叶松转录组数据,克隆获得兴安落叶松的纤维素合成酶基因家族成员,并进行生物信息学分析。其次,综合分析上述研究结果,从克隆获得的基因家族成员中挑选Lg CesA3基因,一方面,克隆其启动子并通过构建表达载体、遗传转化拟南芥,分析其表达模式;另一方面,在拟南芥中过表达Lg CesA3基因,通过形态特征分析、转基因拟南芥的酶活性、纤维素含量、半纤维素、木质素等含量的测定,深入研究了Lg CesA3基因的功能。为纤维素合成酶基因家族的成员的表达模式、功能分析等研究工作奠定了基础。主要研究结果如下:1.基于兴安落叶松的转录组数据库检索到6个编码纤维素合酶的unigene,利用RACE和RT-PCR技术对这些基因序列进行全长c DNA序列克隆,并分别命名为Lg CesA1、Lg CesA3、Lg CesA4、Lg CesA5、Lg CesA6和Lg CesA8。生物信息学分析结果显示,以上6个基因氨基酸序列长度均于829-1100aa;编码的蛋白质均定位于质膜上;含有保守的功能结构域;均属于跨膜蛋白;系统进化树分析结果显示,6个编码序列分为两个分支。2.基于前期研究获得了1623bp的兴安落叶松CesA3基因启动子序列,构建p ORE R1-p Lg CesA3::GUS载体,利用GUS报告基因深入分析了Lg CesA3的表达模式。结果显示,p Lg CesA3基因的表达受到茉莉酸甲酯、脱落酸、生长素、光照等顺式元件的调控。3.利用实验室前期研究中获得的转Lg CesA3基因拟南芥的T3代种子筛选纯合株系,分析了Lg CesA3基因的功能。结果显示,Lg CesA3转基因株系纤维素的含量增加,半纤维素的含量降低;木质素的含量无显著差异。
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