不定根的产生是林木扦插成活的必要阶段。在较短时间内形成足量的不定根是决定插穗成活和此后苗木长势的重要因素。然而目前针对林木不定根发生机理的研究较少。前人研究发现,维管束及其周围的多种类型细胞都有可能是不定根发生的起源,而生长素在这个过程中发挥了至关重要的作用。本研究利用形成层区域特异表达的启动子pLMX5驱动生长素合成关键酶基因PtYUCCA4转化84K杨,获得pLMX5:PtYUCCA4转基因株系,对不定根发生情况及机理进行了研究。结果发现,pLMX5:PtYUCCA4转基因株系与转化空载体的对照相比地上部分的生长发育并未表现出明显不同,但根系更为发达。进一步的分析发现,转基因株系发生不定根需要的时间明显短于对照。qRT-PCR结果显示,与对照相比转基因株系PtYUCCA4表达水平显著上升,说明上述表型是PtYUCCA4表达上调造成的。为了探明pLMX5:PtYUCCA4转基因株系不定根发生受到促进的机理,我们对处在不同发育阶段茎节间的结构进行了分析。结果发现,不同发育时期木质部和韧皮部的宽度在转基因植株和对照植株之间差异并不显著;而次生生长开始后,转基因植株形成层区域宽度和细胞层数均显著大于对照。说明在形成层区域特异增强生长素合成相关基因的表达促进了具有分生能力细胞的分裂。为了进一步研究pLMX5:PtYUCCA4转基因株系不定根发生受到促进的机理,我们选取不定根诱导处理前的转基因(M,Model)和对照(CK,Control)茎段,以及转基因株系中刚刚出现不定根原基(TM,Treated Model)和相同时期的对照(TCK,Treated Control)茎段,进行转录组学分析。结果发现,有4968个基因的表达水平同时在转基因和对照株系中均出现显著变化,其中代谢过程及催化活性、转移酶活动、氧化还原酶活性相关,生物膜富集的基因数目最多。有1445个基因的表达水平特异性地在转基因株系中发生显著变化,包含一组与细胞分裂活动关联程度较大的基因。进一步的分析发现,茉莉素的生物合成相关基因在转基因株系中表达水平较低,茉莉素信号通路负调控因子在不定根发生过程中上调,说明转基因株系中较低的茉莉素水平可能是促进不定根发生的一个原因。此外,乙烯合成关键酶基因表达水平既在不定根发生前的转基因株系中被上调,又在转基因株系不定根发生过程中被上调。上述结果说明,在形成层区域特异增强生长素合成相关基因的表达造成多种激素信号转导的改变,并同时促进细胞分裂,可能是促进不定根发生的原因。研究结果为理解木本植物不定根发生的分子机理提供了新信息。