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APETALA2(AP2)家族作为 APETALA2/ethylene-responsive element binding protein(AP2/EREBP)转录因子家族的亚族之一,广泛参与植株的生长发育、胁迫应答和多种生理生化反应。AP2基因作为该家族中的一员,在不同植物的多种组织中都有表达。启动子从转录水平上调控基因表达,基因特异性启动子通过顺式作用元件直接调控下游基因的表达时间、表达部位以及表达强度。本试验从白桦(Betula platyphylla Suk.)中克隆了AP2基因及其系列启动子片段,具体结果如下:(1)白桦AP2基因启动子的克隆及其转录活性分析。从白桦基因组中扩增长为2308bp的启动子序列proBpAP2及6个AP2基因5’端缺失的启动子片段Pn(n=1,2,……,5,6)。采用双酶切法将proBpAP2及6个5’端缺失片段分别克隆至pBI121植物表达载体中,构建含特异启动子的表达载体proBpAP2::GUS及Pn::GUS(n=1,2,……,5,6)。用农杆菌介导法浸染白桦和拟南芥,进行GUS组织化学染色分析,结果表明proBpAP2及6个缺失片段启动子在整株拟南芥和白桦叶片中都有启动活性,而proBpAP2在白桦根、茎、腋芽等营养器官和雌花种翅及花柄中的活性,说明其可能调控AP2基因参与相应组织器官的发育。(2)proBpAP2的序列分析及激素响应。生物信息学分析显示,proBpAP2序列除具TATA-box和CAAT box等真核生物启动子普遍具有的保守元件外,还具有大量光响应元件和响应赤霉素、脱落酸、茉莉酸甲酯等的激素响应元件。根据元件分析结果,分别用赤霉素(GA3)和茉莉酸甲酯(MeJA)处理proBpAP2::GUS转化后的拟南芥,结果显示MeJA处理初期,启动子活性降低,随处理时间的增加,活性逐渐增强;GA3处理初期,启动子活性首先增强,随时间的增加逐渐降低。说明该启动子响应GA3和MeJA的调控。(3)BpP2基因在拟南芥中的验证。克隆BpAP2基因,通过双酶切法构建35S::BpAP2过表达载体,采用农杆菌介导的浸花法转化哥伦比亚(Col)野生型拟南芥,对转基因拟南芥进行观察分析,结果显示过表达BpAP2基因的拟南芥莲座叶数量比野生型多且莲座叶较野生型大;株高与野生型相比无明显变化;在抽薹、开花与结荚时间上,转基因植株均早于野生型;此外,转基因植株的主根较野生型更长,根毛也长于野生型且根毛数量更多,叶片表面毛状体不同于野生型拟南芥的三叉分枝而呈现二叉分枝状。这些结果表明,BpAP2基因影响了叶片的数量和大小、主根和根毛的伸长以及根毛的数量,并且参与了开花的调控和毛状体的形态建成。