细胞分裂素是植物生长发育的重要激素,需要经过较复杂的信号传递途径才能实现其功能。在一年生植物拟南芥和水稻中,细胞分裂素响应调节因子RRs基因家族作为细胞分裂素信号途径中的关键因子,其功能已经做了深入研究。同许多重要调控因子家族一样,RRs家族在木本植物如杨树中出现了家族成员的扩增,众多家族成员在木本植物生长发育中如何行使功能需要进一步解析。杨树是木本植物的模式,对杨树PtRR基因家族进行系统的鉴定、表达模式的研究和功能分析不仅能揭示PtRR基因家族在木本植物发育上的机理,还可通过基因工程手段调控靶基因的表达以实现性状的改良,具有实际应用价值。本研究根据拟南芥ARR在杨树基因组数据库中,鉴定出33个RR蛋白的编码基因。系统进化分析、基因和蛋白结构分析表明33个PtRR可以分为3个亚家族,A类PtRR、B类PtRR和PtPRR。确定了9个杨树A类RRs基因家族成员和13个杨树B类RRs基因家族成员,并根据与拟南芥的对应关系进行了新的命名。比以往的命名更加体现了与拟南芥ARR基因家族的系统进化关系,同时也为不同物种间相关成员功能研究提供了便利。根据基因在染色体上的定位,表明杨树PtRR家族的扩张可能主要是来源于染色体的复制,有部分拟南芥同源成员出现丢失。通过RNA-seq进行组织表达分析发现在杨树根、叶和形成层区域分别有多个不同的PtRR成员呈现高表达,3个亚家族表达差异明显,对预测其在杨树的生长发育中的功能提供了重要依据。进一步筛选出在茎、根中高表达的A类PtRRⅠ和B类PtRR10/12d展开具体研究。通过克隆了PtRRⅠ和PtRR10/12d基因上游约2200bp的调控序列,构建PtRRⅠ和PtRR10/12d启动子GUS融合表达载体,进一步分析了PtRRⅠ和PtRR10/12d基因的表达模式,并且对通过PPtRRⅠ::GUS转基因植株在生根过程中GUS信号的检测分析了PtRRⅠ基因在生根过程中的表达水平。RNA-seq、半定量PCR、GUS信号和解剖结果均显示PtRRⅠ和PtRR10/12d在杨树根部、形成层、木质部表达量相对较高,表明Pt RRⅠ和PtRR10/12d基因参与了杨树的次级生长。通过构建35S::PtRR::YFP载体对筛选出的2个基因编码蛋白进行亚细胞定位分析,明确了PtRR蛋白的核定位特性。植物激素处理后发现PtRRⅠ转录受6-BA、GA3和IBA等激素诱导;6-BA、GA3、ABA和IBA激素处理均未能改变Pt RR10/12d转录水平,表明PtRR10/12d基因不受激素的诱导。通过构建35S::PtRR10/12d的载体转化银腺杨(Populus alba×P.glandulosa)84K,获得了PtRR10/12d上调表达杨树。发现超表达PtRR10/12d抑制不定根的再生而促进主根的发育,表明PtRR10/12d在调节不定根发育中发挥着重要的作用。本文分析了杨树PtRR基因家族成员结构、进化关系,明确了PtRR多样化的表达模式、不定根再生过程中的动态变化。初步揭示了PtRR10/12d调节不定根的发生中的重要作用。这些结果为进一步研究PtRR基因家族在杨树发育中的作用机制提供了重要的信息。