光皮桦(Betula luminifera)是林木遗传研究的理想材料,材性改良是现阶段光皮桦育种的主要内容之一。材性相关基因的挖掘与鉴定,并解析其功能,可为光皮桦材性育种提供重要依据。本论文在原有工作的基础上,对光皮桦BlOFPs基因继续展开分子克隆,功能解析等工作。其主要结果如下:1.基于光皮桦转录组测序数据,利用RACE技术新克隆得到10个BlOFPs基因的cDNA序列。cDNA全长序列长度介于499-1505bp之间,一致性在21-65%之间。ORF是连续的,长度介于324-1269 bp之间,推测所编码的氨基酸数为108-423个,一致性在12-47%之间,且在C端均有一个OVATE结构域。结合课题组原有7个BlOFPs构建进化树,显示17个BlOFPs分布在4个分枝上,BlOFP1、BlOFP8、BlOFP16和BlOFP17在一个分枝上,BlOFP2和BlOFP10在一个分枝上,BlOFP4、BlOFP6、BlOFP11、BlOFP12、BlOFP13和BlOFP15在一个分枝上,BlOFP3、BlOFP5、BlOFP7、BlOFP9和BlOFP14在一个分枝上。2.定量PCR分析17个BlOFPs基因在光皮桦10个组织器官中的特异表达。在雌雄花序中表达量较高的基因有8个基因:BlOFP3、BlOFP4、BlOFP6、BlOFP7、BlOFP10、BlOFP12、BlOFP13和BlOFP16。BlOFP1和BlOFP9有类似的表达模式,在茎段中随木质化程度增高而表达量先增加后减少,且均在内层木质部中表达量较高。BlOFP2在根和茎及内外层木质部中有较高的表达量,在茎中的表达模式与BlOFP1和BlOFP9相似,但在外层木质部的表达量高于内层木质部。BlOFP5、BlOFP11、BlOFP12和BlOFP17在各组织表达量差异不明显。BlOFP8在刚萌发的雄花序和各个阶段的叶中及在韧皮纤维和内层木质部表达量均较高,BlOFP3、BlOFP6和BlOFP10在木质化茎段的韧皮部、韧皮纤维和木质部中有较高的表达量。在应拉木诱导处理中,相比直立木,BlOFP2和BlOFP9在TW区的表达量明显上调,而对应区表达量则明显下调,推测BlOFP2和BlOFP9可能与细胞壁增厚有关;BlOFP1,BlOFP3和BlOFP6在TW和OW区表达量均下调,在TW区下调均为显著,除BlOFP3在OW区下调不显著,其他两个基因在OW区下调也是显著的;BlOFP8和BlOFP10在TW和OW区表达量均上调,其中BlOFP8在TW和OW区去上调显著,BlOFP10在TW上调不显著但在OW区上调显著。3.构建光皮桦茎段酵母双杂交均一化cDNA文库,滴度大于108cfu/ml,文库插入片段长度介于0.5-4.5kb之间,保证了文库的覆盖度和完整性,为探究BlOFPs基因在光皮桦木材形成的分子调控网络机制提供基因库。4.为解析BlOFP蛋白在光皮桦木材形成过程中的分子机制,分别对BlOFP进行酵母双杂交及茎段均一化酵母文库杂交分析。构建的3个pGBKT7-BlOFPs和7个pGADT7-BEL1-likes载体质粒均没有毒性也没有自激活活性。酵母双杂交结果发现21个BlOFP与BEL1-likes杂交组合中有Bl OFP8与BLH6和BlOFP8与BLH7两个组合有蛋白互作。在酵母文库杂交中,筛选到与BlOFP8互作的蛋白4个。推测这些互作蛋白与BlOFP8蛋白共同参与相应的代谢途径。5.将BlOFP1,BlOFP2,BlOFP3,BlOFP5和BlOFP6基因超表达载体异源转化至拟南芥,分别得到BlOFP1和BlOFP2的T0代阳性植株,BlOFP3,Bl OFP5和BlOFP6的T3代阳性植株。其中BlOFP2转基因植株的叶片较野生型植株叶片数增加,叶面积较小,且向下弯曲成弓形;BlOFP5转基因植株的叶片有所增长,叶片变窄和变厚极显著且边缘呈锯齿形状,果荚显著增长。这些转基因植株为进一步基因功能分析提供了材料。以上结果不仅为光皮桦OFP家族功能的深入解析奠定了重要基础,而且为光皮桦分子育种提供重要基因资源。