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细胞分裂是生物的基本特征之一,细胞周期的调控一直是生物学领域中研究的重要问题之一。人们虽然在动物细胞和酵母中对细胞周期机理的认识取得了较大的进展,但在植物细胞中的研究还比较落后。细胞周期蛋白是细胞周期的重要调控因子之一,其中D类细胞周期蛋白调控G1期进入S期的进程。目前它的作用机制在双子叶植物中研究的较多,但在单子叶植物中的研究尚未见报道。小麦(Triticum aestivum L.)是一种重要的粮食作物,属于单子叶植物。为了理解单子叶植物细胞周期的调控机理,本研究分离了编码小麦D2类细胞周期蛋白的基因Triae;CYCD2;1(Triticum aestivum CYCLIN D2),并对其表达模式与生物学功能进行了深入研究。Triae;CYCD2;1基因的cDNA全长为1645 bp,其中包括长度为1059 bp的编码区,编码353个氨基酸残基。氨基酸序列比较分析与系统进化树分析表明Triae;CYCD2;1蛋白与D2类细胞周期蛋白亲缘关系较近。Northern杂交和原位杂交结果显示,Triae;CYCD2;1基因的转录物主要在细胞分裂旺盛的组织中表达,暗示该基因可能与细胞分裂有着密切的关系。35S::Triae;CYCD2;1转基因拟南芥植株下胚轴伸长,莲座叶发生卷曲,茎发生弯曲,生活周期延长。组织切片结果显示35S::Triae;CYCD2;1转基因拟南芥叶片的栅栏组织和海绵组织分化不明显,多数细胞排列已不规则,茎表皮下多层细胞明显变短,苗端分生组织明显增大且具有较多未分化的小细胞。以上结果表明过量表达Triae;CYCD2;1促进细胞分裂同时抑制细胞的分化。实时定量PCR分析结果显示在转基因植株中,Triae;CYCD2;1基因促进了细胞周期相关基因的表达。同时,Triae;CYCD2;1基因还促进了一些植物形态建成相关基因的表达,如KNAT1、AS1、PHB、PHV等。离体实验结果表明,Triae;CYCD2;1的表达促进了细胞的分裂和愈伤组织的形成,并且受细胞分裂素和生长素的调节。为更准确的分析Triae;CYCD2;1的功能,我们构建了