林木株型是树木的重要特异性状,其发育受多种因素的影响,株型的差异会对木材发育、林木生物量、生态价值及景观效益的发挥均产生巨大的影响。沙柳是我国西部地区一种重要的乡土灌木树种,具有重要的生态及经济价值,其株型异常多样,是研究林木不同株型发育的良好材料。因此本研究从沙柳中分离获得调控植物株型的TAC1、TAC2基因,对其进行多序列比对及理化特性分析,并构建Sps TAC1和Sps TAC2基因过表达载体,同时利用课题组前期筛选银腺杨84K(Populus alba×selleckchem PevonedistatP.glandulosa‘84K’)TAC基因的基因编辑靶点序列,构建Pag TAC1和Pag TAC2基因共敲除载体,均转化84K杨树,获得了转基因株系并开展了表型分析。本研究为验证TAC基因的功能及探究其分子调控机制奠定研究基础,同时丰富IGT基因家族中调控分枝角度相关基因的分子遗传学知识。本论文主要研究结果如下:1.克隆获得沙柳不同株型的TAC1和TAC2基因,分别编码272和260个氨基酸;且序列比对结果表明,不同株型沙柳TAC1序列之间、TAC2序列之间存在SNP位点但无显著差异,仅沙柳TAC1基因存在一处SNP位点导致氨基酸序列呈现差异。2.根据克隆获得的Sps TAC1、Sps TAC2基因的CDS序列进行序列多样性比对分析,结果表明与沙柳TAC1基因相比,沙柳TAC2基因缺失I结构域,且进化树分析表明沙柳TAC1与TAC2基因聚为不同分支。3.成功构建沙柳TAC1和TAC2基因过表达载体,均转化银腺杨84K,共获得10个过表达Sps TAC1的84K杨株系和22个过表达Sps TAC2的84K杨株系,RT-q PCR分析表明目标基因均有不同程度的表达。4.过表达Sps TAC1、Sps TAC2的转基因株系表型鉴定结果均表明,过表达84K杨株系的叶片着生角度、株高、叶长、Fulvestrant IC50叶宽、叶周长和叶面积均显著高于非转基因84K,呈显著差异,表明过表达Sps TAC1、Sps TAC2基因分别促进了84K杨的叶片着生角度的增大、株高增高以及叶片的伸长生长。5.成功构建银腺杨84K的Microbial ecotoxicologyTAC1和TAC2基因共敲除载体,并获得3个转基因84K杨株系。对其靶点进行序列分析,结果显示Line-1、Line-4、Line-5株系的基因均突变成功,在目标基因的两条同源染色体均成功进行编辑。6.共敲除Pag TAC1和Pag TAC2的转基因植株的表型结果表明,转基因株系较对照84K植株呈现显著差异,茎下部出现显著弯曲、植株叶片着生角度显著减小、植株显著变矮且叶片显著变小。对茎弯曲部位进行切片分析,结果表明茎弯曲部位的解剖结构出现应力木结构,表明其重力反应受到影响。上述研究结果表明,沙柳的TAC1、TAC2基因序列存在结构域的差异;基因编辑株系靶点的序列检测结果显示,2个目标基因均成功进行了基因编辑,该结果表明2个目标基因敲除成功;沙柳的TAC1、TAC2基因能够促进叶片着生角度的增大、株高增高以及叶片的伸长生长,具有正向调节效应;TAC基因会影响84K杨茎的重力反应,与植物的重力反应紧密相关。本研究为进一步探究木本植物TAC基因的功能提供了研究材料,为阐明TAC基因的功能以及探究其分子调控机制奠定了研究基础。