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植物单细胞悬浮系可以提供大量的遗传背景和生理状态一致的单细胞，因而在进行细胞生物学研究、突变细胞株筛选、大规模细胞培养、基冈功能分析和遗传工程等方面具有重要应用价值。但是，由于植物细胞间的相且粘连作用难以消除，至今尚未能获得植物单细胞悬浮培养系。在生长的植物细胞中，细胞壁主要由纤维素、半纤维素和果胶以及少量的结构蛋白组成：其中，果胶对植物细胞粘连起重要作用。果胶是由UDP-半乳糖醛酸(UDP-α-D-galacturonic acid，即UDP-GalA)构成的同质高分子或与其他单糖构成的杂合高分子。在植物中，UDP-半乳糖醛酸由UDP-葡糖醛酸差向异构酶(UDP-GlcA 4-epimerase，即UGAE)催化UDP-葡萄糖醛酸(UDP-α-D-glucuronic acid，即UDP-GlcA)而合成。因此，若能够抑制UDP-葡糖醛酸差向异构酶基冈在植物中的表达，则可能抑制果胶的生物合成，减少细胞间的粘连性，为获得植物单细胞系创造有利条件。
本论文自拟南芥中克隆了AtUGAE4基因的家族保守序列，构建成反义基因表达载体。经农杆菌介导，分别对烟草和拟南芥进行了转化，获得了4株烟草再生植株和大量拟南芥的愈伤组织，以期构建的AtUGAE4反义基因在转基因植株中表达，产生与该基因的转录产物互补的反义mRNA片段，从而抑制该基因及其整个家族基冈的表达，达到抑制果胶生物合成，降低细胞间粘连性的目的。主要研究结果包括以下儿个方面：
1.AtUGAE4基因反义表达载体的构建
利用XbaⅠ/SacⅠ酶切克隆载体pMD-UGAE4和表达载体pV-HSP70bGIJS，分别回收AtUGAE4基因片段和pV-HSP70bGUS质粒大片段，并连接，得到含有HSP70b-reAtUGAE-Tnos反义基因表达盒的表达载体pV-70bbrUGAE4。该反义基因表达载体经PCR、限制性内切酶酶切鉴定正确无误后导入农杆菌EHA105，用于遗传转化。
2.AtUGAE4反义基因转化烟草和拟南芥
经农杆菌介导，将AtUGAE4反义基闪分别转化烟草和拟南芥。获得4株具有卡那霉素抗性的烟草植株和人量具有卡那霉素抗性的拟南芥愈伤组织。PCR检测结果显示，均能检测到AtUGAE4基冈的目标条带，而非转化植株呈阴性，初步证明外源基因已整合到烟草和拟南芥的基因组中。具有卡那霉素抗性的烟草植株的根组织和拟南芥愈伤组织在395nm的光激发下，能在荧光显微镜下检测到绿色荧光，证实GFP基因及与之连锁的HSP70b-reAtUGE4反义基因已分别整合进了烟草和拟南芥核基因组。
3.AtUGAE4反义基因在转基因烟草中的功能分析
烟草转化后，再生难，为数不多的分化芽大都发育为畸形苗，仅获得四株转基因烟草植株，37℃下热激36小时无形态异常，推测AtUGAE4反义基因抑制了烟草的果胶合成，引起细胞壁合成障碍并使转基冈烟草在发育过程中致死或畸形，而形成完整再生植株的可能是因为转入了多拷贝基因，产生了共抑制效应，大人减弱了反义RNA的干扰作用。
4.AtUGAE4反义基因在转基因拟南芥愈伤组织中的功能分析
将经遗传转化再生的愈伤组织与对照在37℃热激36小时后在10×40倍显微镜下观察拟南芥愈伤组织边缘的细胞聚集情况。结果显示，与未转化外植体分化的愈伤组织相比，转化外植体分化的具有卡那霉素抗性的愈伤组织比较疏松，有单细胞和小细胞团出现，证明AtUGAE4反义基因在拟南芥中的表达能减弱细胞间粘连性。