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桑树不仅是家蚕的饲料树种,也具有重要的药用、饲用以及生态价值。利用基因工程技术培育桑树新品种,有利于桑树经济和生态价值的实现。Small auxin-up RNA(SAUR)基因作为一类生长素早期响应基因与植物的生长发育密切相关,但其具体的生物功能和作用机制还不清楚,目前有关桑树SAUR基因研究的报道较少。本研究首次克隆得到桑树SAUR基因Mul-SAUR15,分析了其编码蛋白的生理生化特性,并利用转基因技术研究了其生物功能;另外,本研究还克隆得到了Mul-SAUR15基因的启动子,分析了其表达活性,揭示了Mul-SAUR15基因的表达模式。研究结果有望为桑树基因工程育种提供候选基因,也为深入研究SAUR基因的生物功能及作用机制奠定了基础。主要研究结果如下:(1)桑树Mul-SAUR15基因的克隆及生物信息学分析利用PCR技术克隆得到了桑树生长素早期响应基因Mul-SAUR15,该基因包含一个长为318 bp的开放阅读框,编码一个由105个氨基酸组成的多肽。Mul-SAUR15蛋白质的理论等电点(pI)为8.98,预测的分子量(Mw)为11.516 KDa。该蛋白质含有较多无规则卷曲(39.05%)和α-螺旋(37.14%),仅有少量的延伸片段(17.14%)和β转角(6.67%)。Mul-SAUR15蛋白质不含有跨膜结构域,不含有O-糖基化位点和N-糖基化位点,也不含有信号肽,但包含一个Auxin-inducible超级家族结构域。Mul-SAUR15蛋白质与其它植物的SAUR15蛋白质具有较高的氨基酸序列一致性,与川桑的SAUR15的亲缘关系最近。(2)桑树Mul-SAUR15基因的表达特性利用PCR技术克隆得到了Mul-SAUR15基因的启动子序列,命名为pMul-SAUR15。用PlantCARE启动子在线分析工具分析发现,pMul-SAUR15除了含有启动子核心元件外,还含有生长素、赤霉素以及多种环境因子响应元件。利用农杆菌介导的烟草叶片瞬时表达系统分析证明pMul-SAUR15具有生长素、赤霉素和光照诱导活性。将pMul-SAUR15启动GUS基因的植物表达载体转化拟南芥,对转基因植株的GUS组织化学染色结果表明pMul-SAUR15在不同的组织或器官中具有不同的表达活性;利用荧光定量PCR分析了Mul-SAUR15在桑树各组织中的表达特性,发现其在各组织中均有表达,但在不同组织中的表达丰度具有明显差异,在茎(韧皮部)中表达丰度最高,而在根中的表达丰度最低。(3)桑树Mul-SAUR15基因的生物学功能成功构建了Mul-SAUR15基因的植物表达载体,并获得了转Mul-SAUR15基因拟南芥,发现Mul-SAUR15基因在拟南芥中超表达,在黑暗条件下能够促进植株下胚轴的伸长,在正常条件下可以促进幼苗根系的发育,对植物的生长发育具有促进作用,并且可以增强转基因植株对高浓度生长素的耐性。对转Mul-SAUR15拟南芥接种丁香假单胞菌番茄致病变种(Pst.DC3000)和盐分胁迫、干旱胁迫处理,发现转基因拟南芥对Pst.DC3000具有较强的抗性,但对盐分胁迫和干旱胁迫表现出敏感性,表明Mul-SAUR15基因不仅对植物的生长发育具有重要的调控作用,同时也参与植物对环境胁迫的响应过程。