胡杨(Populus euphratica Oliv.)主要分布在我国西北荒漠地区,对西北干旱河岸林的生态系统有重要的保护作用。胡杨具有异形叶性:从幼树到成年树,叶片会从树冠基部向顶部逐步发育出条形叶、披针形叶、卵圆形叶和阔卵圆形叶。本课题组在前期对胡杨叶形发育的转录组数据分析工作中发现了大量与叶片发育相关的基因,其中包括胡杨PIN1基因。PIN基因家族成员参与植物生长素运输,广泛调控着植物器官的形成。但其在胡杨叶片发育过程中的作用未被报道,本研究以胡杨PIN1基因为研究Uveítis intermedia对象,对其进行了基因家族分析、单倍型分析和功能分析,主要得到以下研究结果:(1)胡杨基因组中共鉴定到32个胡杨PIN基因,按照和拟南芥At PIN基因的聚类结果,分别把32个基因命名为PePIN1a～PePIN24;系统发育分析表明胡杨PIN基因家族有11个成员和拟南芥关系较近;顺式作用元件分析发现胡杨PIN基因家族的FG-4592抑制剂启动子序列中存在较多的激素元件,如生长素响应元件和赤霉素响应元件等;大多数PIN基因在胡杨四种叶形中均有表达,部分基因在条形叶JQ1配制中低表达,在阔卵圆形叶中高表达。(2)采集655份来源于新疆、甘肃、宁夏、内蒙古的胡杨材料,进行重测序分析,PePIN1a在所有群体中一共存在26个SNPs位点,SNP的变异频率为1 SNP/151 bp,分析不同SNP位点间的连锁不平衡程度,其中有5个完全连锁单倍型块,非完全连锁的SNPs共组成25种单倍型,其中Hap＿1是一种古老单倍型,也是地理分布最广的一个单倍型。(3)以胡杨的阔卵圆形叶片为材料,克隆得到胡杨PePIN1a基因,CDS全长为1830bp,编码610个氨基酸,成功构建过表达载体,通过农杆菌瞬时转化烟草叶肉细胞,结果显示PePIN1a蛋白定位在细胞膜和细胞核中。通过浸花法将PePIN1a基因转化到拟南芥中,检测T_3代转基因植株,鉴定得到过表达株系OE10、OE17和回补株系com3、com9。观察其表型发现PePIN1a过表达株系的莲座叶数目多于野生型,回补株系的莲座叶数目可以恢复到和野生型相近。