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CLE(CLAVATA3/EMBRYO SURROUNDING REGION)基因家族作为一小段可移动的配基可以介导细胞间的通讯,从而维持植物干细胞的稳态和调节植物的组织器官发生。植物的CLE多肽包括N端可分泌的信号肽,C端保守的12到14个氨基酸基序以及中间高可变的未知氨基酸序列。它在植物的生长发育过程中扮演着重要的角色,尤其调控植物的根尖分生组织(Root Apical Meristem,RAM)、茎尖分生组织(Shoot Apical Meristem,SAM)和原形成层(Procambium)。例如:拟南芥的CLV3和CLE41/44(TDIF)基因在分生组织的调控中具有重要的作用。但是,在木本模式植物中如杨树CLE基因家族功能的研究尚属空白。在本文中,从毛果杨(Populous trichocarpa)的50个CLE基因家族(PtCLE)中通过生物信息学分析找到3个CLE基因,它们和拟南芥的CLV3多肽基序高相似,称为PtCLV3-相关(PtCLV3-related)基因,同时还找到6个基因和拟南芥的TDIF多肽基序高相似,称为PtTDIF-相关(PtTDIF-related)基因。为了比较这9个基因的生物学功能,本文合成了这些基因保守的12肽,通过外源施加到拟南芥的种子上进行分析,其中外源施加的PtCLV3-related多肽导致植物根尖分生组织形态学改变、叶序混乱、花青素积累以及植物不能进入生殖生长阶段。相反地,外源施加的PtTDIF-related多肽能够促进拟南芥的主根生长,同时拟南芥的主根对这两种多肽还具有剂量依赖性,其中PtTDIF-like要比TDIF的作用显著。本文还克隆了这9个基因并利用农杆菌介导的转化法转入到拟南芥中,获得CaMV35S:PtCLE转基因植物。通过分析转基因植物的表型,发现35S:PtCLV3-related转基因拟南芥出现茎尖、根尖以及花结构组织形态学的变化,其中35S:PtCLV3和35S:PtCLV3-like2转基因拟南芥植株形态学的改变均比35S:PtCLV3-like1拟南芥植株严重。通过植物组织切片发现35S:PtTDIF-related基因导致拟南芥茎和下胚轴维管组织结构发生变化,其中35S:PtTDIF2、35S:PtTDIF-like1和35S:PtTDIF-like2转基因株系维管结构变化最为明显。在本文中,利用外源施加合成多肽和转基因两种实验技术,研究了杨树9个CLE基因对植物分生组织活性的调控。同时,本文也是第一次对木本植物中CLE基因功能进行研究与分析,这为木本植物CLE多肽信号通路的研究建立一个良好的基础。