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植物体维管形成层组织的存在是林木区别于其他一年生或多年生草本植物的主要组织，它的活动使林木可以不断向内外形成新的次生木质部和次生韧皮部。因此对于形成层的研究可以推进我们对于木材形成机理的了解。维管形成层会在恶劣的生长环境中休眠以避免细胞受到伤害，因此对于不同时期维管形成层基因表达的对比研究可以使我们更好地了解形成层对寒冷，干旱等恶劣环境的响应情况以及形成层活动的调控。杨树作为林木的模式物种，已经完成全基因组测序，并且有成熟的表达谱芯片。因此本实验采用南林95杨作为研究材料，冰冻切片和激光显微切割方法相结合分离杨树形成层细胞，利用杨树全基因组芯片杂交来研究休眠期和活动期的基因表达差异。得到主要结论如下：杨树全基因组芯片检测共得到活动期上调表达基因376个，下调表达基因674个。活动期表达，休眠期不表达基因2023个，活动期不表达，休眠期表达基因433个。形成层活动期表达基因数目略大于休眠期。通过差异表达基因的分析研究发现，维管形成层中可能存在着类似SAM和RAM中的WUS-CLE干细胞调控网络。已知的形成层发育相关基因WOX4，TDIF，TDR基因在形成层均有表达信号。还有一些CLE基因如CLE12/13，CLE25等也在维管形成层中表达。维管形成层分享植物已知的干旱和寒冷抗性ABA依赖型和ABA非依赖型调控网络许多基因在活动期形成层中表达量显著降低，但是仍有一些通路上的基因保持一定的表达水平，说明形成层在春季恢复活动的时候仍然保持一定的寒冷和干旱抗性能力。在春季恢复活动初期，形成层开始大量表达细胞周期类和DNA生物合成类基因，说明形成层细胞开始大量产生新的细胞，本文成功分离和克隆了杨树WOX4基因，组织表达特异性研究表明该基因在茎段中表达量远高于其他组织，时间表达特异性显示了该基因在一年的活动中共有两次表达高峰。成功构建了WOX4过量表达的植物表达载体，拟南芥的转基因实验显示过量表达杨树WOX4基因的植株拥有许多并列的主茎，可能是茎尖的不断增殖引起的。因此WOX4基因可以促进植物的生长和发育。