【摘 要】
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木材是维管形成层分化产生的次生木质部不断沉积、累加的结果。转录因子在木材形成过程中发挥着关键调控作用。在前期研究工作中,本实验室筛选出87个毛果杨(Populus tichocar
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木材是维管形成层分化产生的次生木质部不断沉积、累加的结果。转录因子在木材形成过程中发挥着关键调控作用。在前期研究工作中,本实验室筛选出87个毛果杨(Populus tichocarpa)维管形成层表达的转录因子基因。这些转录因子可能参与调控木材形成。本研究聚焦VCS2(Vascular Cambium Specific2)转录因子基因,解析了其在木材形成中的调控功能。本研究首先构建PtrVCS2融合GFP蛋白的瞬时表达载体,并利用毛果杨木质部原生质体系统进行亚细胞定位,结果PtrVCS2基因显示在细胞核、细胞质、细胞膜中均有表达,表明它可能具有独特的转录调控活性。同时利用原位杂交技术检测其组织表达模式,结果显示PtrVCS2基因主要在形成层中表达,在木质部和韧皮部也有部分表达。本研究对PtrVCS2基因进行毛果杨体内功能的研究,构建了PtrVCS2过表达载体及CRISPR载体,进行毛果杨的快速遗传转化。通过对转基因植株进行不同水平的分子检测及测序的鉴定,获得了PtrVCS2基因的过表达植株及突变体植株。对转基因植株进行表型分析,发现PtrVCS2过表达植株明显矮于野生型毛果杨,且PtrVCS2单突变植株高于野生型毛果杨。进一步对转基因植株进行组织切片染色和扫描电镜观察,发现PtrVCS2过表达植株细胞壁加厚,并且出现提前木质化的现象,表明PtrVCS2过表达加快了形成层向木质部的分化。同时利用酵母双杂交技术对木质部表达的转录因子文库进行筛选,鉴定与PtrVCS2互作的转录因子,结果发现PtrMYB221及PtrWOX13与PtrVCS2互作,表明PtrVCS2能够与其它基因形成异源二聚体进行转录调控。综上所述,PtrVCS2基因参与了调控毛果杨木材形成这一生物学过程,为后续的深入研究其具体的调控机制奠定了基础。
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