木葡聚糖内糖基转移酶/水解酶(Xyloglucan endotransglycosylase/hydrolase,XTH)是一种重要的细胞壁修饰酶,它调控着细胞在形态发生时的生长与分化,在植物发育过程中扮演着重要的角色。本论文在4个植物物种中鉴定出了127个XTH家族成员,随后对这些XTH成员建立了系统发育树,并将它们大致分成了七组。通过比较玉米XTH基因结构和蛋白基序组成,发现这些XTH基因在同一家族内具有很高的同源性。染色体定位分析表明:玉米XTH基因在10条染色体上呈不均匀分布,片段复制和串联复制可能在玉米XTH基因家族的扩增中扮演着重要的角色。启动子顺式调控元件分析结果显示:玉米XTH基因可能广泛的参与植物胁迫响应的调控过程,尤其是对脱落酸、干旱和缺氧胁迫的响应。选择性压力分析鉴定出一些作用于多数XTH旁系同源基因上的重要的正向选择位点;蛋白二级结构和三级结构预测展示:这些正向选择位点分别位于α-螺旋、β-转角和无序卷曲区域,这些位点可能改变蛋白的结构,进而增加XTH蛋白功能的多样性。芯片数据表达谱鉴定了XTH基因在玉米的11个主要器官和60个特异性组织的表达水平,结果发现这些XTH基因在不同发育阶段和不同组织或器官有着不同的表达谱。此外,拟南芥AtXTH10基因启动子活性实验表明:该基因在拟南芥植株的幼苗的花、叶片中的叶脉以及长角果的顶端和末端都有表达活性。为了探讨AtXTH10蛋白的亚细胞定位,本文分别用烟草瞬时表达系统和洋葱表皮细胞瞬时表达体统来进行研究,结果表明:AtXTH10是一个主要定位在细胞壁或细胞膜上的蛋白。AtXTH10基因功能的初步分析实验表明:该基因缺失和过量表达在宏观和显微结构上都会影响拟南芥幼苗根的生长发育,推测AtXTH10基因可能在拟南芥根生长发育的过程中起着重要的作用。最后,我们又通过荧光定量研究与拟南芥根生长发育的相关基因在拟南芥Col型、atxth10型和AtXTH10-OE型三种不同植株之间的表达差异分析,推测AtXTH10基因可能所处在的根发育调控网络位置。本文通过生物信息学和分子实验这两方面较为全面的研究了XTH家族基因,为以后的该基因家族的分子进化以及功能研究提供了一定的理论依据。