油菜素类固醇(brassinosteroids, BRs)是一类新发现非传统的植物激素,在植物生长和发育过程中起非常重要的作用。CPD和DWF4是最早在拟南芥中发现的编码关键BR生物合成酶的基因。PeCPD和PeDWF4是本课题组从胡杨中克隆的与拟南芥CPD(AtCPD)和DWF4(AtDWF4夕同源的基因。关于BR生物学功能的研究目前主要局限于植株个体水平,在离体培养水平上的研究甚少。此外,关于BR生物功能的研究目前还主要局限于对外源施加BR激素,关于内源BR对植物生长发育影响的研究也鲜有报道。本研究以拟南芥野生型(WT)、拟南芥-PeCPD(简称PeCPD)和拟南芥-PeDWF4(简称PeDWF4)转基因系为材料,在离体组织培养水平,通过分析这三种不同背景的植株对外源激素的反应,了解内源BR在植物生长发育过程中的作用,PeCPD和PeDWF4基因在植物生长发育过程中的作用以及PeCPD与PeDWF4之间,PeCPD/PeDWF4(来自多年生木本植物)与AtCPD/AtDWF4(来自一年生草本)之间在功能上的异同。主要结果如下：1.在添加2.0mg/L2,4-D和1.0mg/L6-BA的MS培养基上(基本培养基)WT和PeCPD系在子叶和下胚轴处形成愈伤组织,PeDWF4系首先是在下胚轴和芽顶端分生组织处形成愈伤组织,随后向子叶的两端扩展。WT和PeCPD系愈伤形成的时间较PeDWF4系早,但愈伤组织生长速率较PeDWF4系慢。石蜡切片观察发现PeCPD和PeDWF4系愈伤组织边缘的细胞排列整齐紧密,番红染色较深,细胞核非常明显,内部细胞番红染色较浅,细胞核不明显；WT愈伤组织的表面细胞排列较为疏松,细胞核较小,番红染色较浅,其内部靠近表面的几层细胞染色较深。2.在基本培养基附加0.5mg/L BL条件下,WTT、PeCPD及PeDWF4转基因系愈伤组织生长速率较之在基本培养基生长的速率增加,愈伤组织变得更鲜绿,细胞变长、变宽、体积增大。各品系愈伤组织普遍细胞排列松散、不规则,细胞核不明显。3.用BL替代6-BA后,各品系早期均表现为下胚轴显著变长弯曲,子叶变小,出愈时间延滞,生长速率减小。随BL浓度增加,愈伤诱导率降低,褐化率增加。褐化程度大小依次为WT>PeCPD=PeDWF4。4.以BL代替2,4-D后,WT,PeCPD和PeDWF4系幼苗均不能愈伤组织化,而且幼苗下胚轴变短变粗,叶面积增加,并且随BL浓度增加,根的生长部分或完全被抑制。5.PeCPD基因仅在PeCPD转基因系幼苗及愈伤组织中表达,在幼苗中的表达量高于在愈伤组织中的表达量；在含BL的培养基上诱导的愈伤组织中的表达量高于在不含BL的培养基上诱导的愈伤组织中的表达量。6.PeDWF4基因仅在PeDWF4转基因系幼苗及愈伤组织表达,在愈伤组织中的表达量高于在幼苗中的表达量；但在含和不含BL培养基上诱导的愈伤组织中的表达量没有明显区别。7.At(PD和AtDWF4在WT.PeCPD和PeDWF4转基因系的幼苗及愈伤组织都表达,AtCPD在幼苗与愈伤组织之间以及在含和不含BL的培养基上生长的愈伤组织中的表达量没有明显区别；而AtDWF4在PeCPD系幼苗中的表达量显著高于在WT和PeDWF4系中的表达量,在PeCPD和PeDWF4系愈伤组织中的表达量高于在WT愈伤组织中的表达量,但在含和不含BL培养基上诱导的愈伤组织中的表达量没有明显区别。以上结果表明：1)内源和外源BR都可通过促进细胞生长促进愈伤组织生长；2)在愈伤组织诱导和生长过程中,BL能代替6-BA的作用促进细胞分裂,但不能代替2,4-D的作用,且BL促进愈伤褐化；3)在愈伤组织诱导和生长过程中,PeCPD与PeDWF4的作用不完全相同,PeCPD与AtCPD和PeDWF4与AtDWF4的作用也不完全相同；4)AtDWF4与PeCPD/PeDWF4在表达水平上有一定的协同作用,AtCPD与PeCPD/PeDWF4在表达水平上不存在相互作用。