在植物中,植物维管系统主要用来运输水和营养物质,传导信号分子,并提供机械支撑来维持直立生长,次生维管系统对树木的生长发育有极其重要的作用。对于成熟的维管系统,细胞的基础物质和能量代谢是必须的,还需要胞内和胞间的信传导与调控。研究表明,多肽信号分子是植物细胞间信号转导的重要介质。本课题在实验室研究的基础上,进行两个杨树次生生长相关CLEL基因的表达及功能研究。实验结果表明Ptr CEPP28pro::GUS在叶片、下胚轴和茎尖有表达,在根中有不连续的染色,根尖处没有,莲座叶、花梗、雄蕊和果荚的两端都有GUS染色,主要在维管组织成熟木质部和皮层中表达。Ptr CEPP39pro::GUS株系的叶片、茎尖、下胚轴、莲座叶和雄蕊中都有微弱表达,根没有染色,在维管组织中没有看到明显的表达。35S::Ptr CEPP28 10天幼苗出现了明显的波浪根表型,35S::Ptr CEPP28和35S::Ptr CEPP39四周株系变小,莲座叶变少,六周植株变矮,下胚轴木质部比例降低,抑制木质部发育;35S::Ptr CEPP28下胚轴和花葶直径变小,维管束数量变少,下胚轴木质部加厚较野生型慢。为了了解这两个多肽的信号通路,进行了体外多肽处理实验。实验结果表明这两个多肽的最适浓度均为1μM,处理7天中柱鞘细胞数没有变化,10天中柱鞘细胞数增多,促进细胞分裂,14天Ptr CEPP28多肽处理后中柱鞘细胞数减少,出现了抑制作用。多肽处理突变体实验结果表明,RGFR1（Root Growth Factor Receptor 1）基因对Ptr CEPP28和Ptr CEPP39起到抑制作用,RGFR2和RGFR4基因对中柱鞘细胞有抑制作用,BAM3和PXY基因对中柱鞘细胞有促进作用,Ptr CEPP28和PtrCEPP39依赖BAM3（Barely any meristem 3）和PXY（Phloem Intercalated With Xylem）完成信号通路。此外,通过生物信息的方法选取了RGFR1和RGFR2这两个基因进CRISPR/Cas9敲除,目前只得到了rgfr1突变体,四周突变体植株变小,下胚轴木质部加厚较野生型拟南芥晚。另一方面,本课题还研究了杨树小蛋白的分离与鉴定,以实验室717杨树叶片和茎段为材料,使用超滤离心法分离纯化得到小蛋白,对小蛋白进行Label free定量蛋白质组测序分析。发现差异蛋白45个,通过功能富集分析,鉴定到的蛋白主要参与植物代过程,在细胞组分中,占比较多的是细胞核、蛋白质复合体和核小体。本课题主要研究杨树次生生长相关CLEL基因的表达及功能分析,并对其信号通路进行了初步探究,为以后CLEL调控机制的深入研究奠定基础,阐明多肽的信号转导模式对调控维管次生生长有重要意义;另一方面建立了实验室小蛋白分离与纯化的方法,蛋白质组测序了解杨树中小蛋白的主要功能,这些对杨树维管次生生长的蛋白方向的研究奠定了基础。