KNOX同源异型结构域转录因子在植物发育过程中起重要调控作用。基于序列相似性KNOX蛋白被分为KNOXI和KNOXII两个亚家族。KNOXI基因在顶端分生组织中表达，决定分生组织细胞命运，并在侧生器官的形成和发育过程中起调控作用；KNOXII基因的表达模式多样化但目前对其功能知之甚少。已有的研究表明KNOXII基因参与调控次生细胞壁、木质部和根等的形成。在植物体内，KNOX蛋白通过调控其靶标基因进而调控激素在分生组织中的体内平衡，同时它和另一个同源异形域BELL亚家族蛋白形成异源二聚体，最终达到调控赤霉素和木质素的生物合成途径，从而决定细胞命运。本研究以光皮桦为材料，进行了KNOX基因家族的克隆，表达分析和互作蛋白筛选等工作，对KNOX蛋白的互作机制进行了探索，主要获得以下结果：1.基于转录组序列采用RACE的方法从光皮桦(Betula luminifera H.Wink.)克隆到5个KNOX基因，命名为BlKNOX1-BlKNOX5。通过Blast对分析光皮桦KNOX基因结构域进行分析，分析表明，这5个基因属于典型的KNOX基因家族，其编码的蛋白包含KNOXA、KNOXB、ELK、HD结构域。序列分析显示BlKNOX1,3,4属于KNOXI，BlKNOX2,5属于KNOXII。同时采用实时定量PCR的方法对其进行了表达分析，结果表明BlKNOX2,5主要在叶中表达，且随着叶片的发育呈现先升后降的趋势，表达量在未成熟叶中达到最大值；BlKNOX1,3,4在茎中表达量最高，BlKNOX1随着木质化程度的加深，其表达量呈现逐渐降低趋势，而BlKNOX3,4随着木质化程度的加深，其表达量呈逐渐上升的趋势。2.构建诱饵载体pGBKT7-BlKNOXs，将其转化酵母Y2HGold细胞检测其细胞毒性和自激活作用。检测结果表明pGBKT7-BlKNOX2,4,5无自激活活性，而其余两个有自激活活性。为了了解BlKNOX1,3自激活作用的关键结构域，将BlKNOX1,3构建成不同的截短体诱饵载体，并检测自激活活性。结果发现，BlKNOX1的四个截短体都没有自激活活性，说明基因结构的完整性对BlKNOX1诱饵载体是否有自激活作用起决定作用；而BlKNOX3的N端蛋白对酵母Y2HGold有毒性，KNOXB可能是BlKNOX3是否有自激活作用的关键结构域，N端和KNOXA结构域的存在对自激活起增强作用。3.构建光皮桦酵母双杂交文库，文库检测结果显示，根据生长菌落计数，文库含有7.5×107转化子，随机挑取46个克隆进行PCR检测，插入片段长度集中在0.4~3Kb之间，表明该文库达到建库要求，为下一步进行酵母双杂交试验奠定基础。4.构建七个BlBELs的猎物载体，在酵母中检测BlBELs与BlKNOXs的相互作用，结果表明：BlBELs和BlKNOX2,4,5在酵母双杂交中，除了BlBEL1和BlKNOX2没有相互作用外，其余的都检测到了发生相互作用，但是强弱有差异。光皮桦中的TALE家族的BEL蛋白和KNOX蛋白可能以异聚体的形式起调控作用。同时对BlBELs与BlKNOXs做了表达分析，结果表明：BlKNOX2,5和BlBEL6,7在叶片的发育过程中表达量上调，说明BlKNOX2,5和BlBEL6,7可能以异源二聚或多聚体的形势参与叶片发育过程的调控。BlKNOX1,2,5和BlBEL2,6,7在发育中的雌花中的表达量上调，推测BlKNOX1,2,5和BlBEL2,6,7通过相互作用共同参与雌花发育过程的调控。5.选取pGBKT7-BlKNOX2与光皮桦酵母文库进行双杂交，通过AbA、X-α-Gal和营养缺陷型培养基来筛选阳性克隆。提取223个阳性克隆的质粒并转化大肠杆菌扩繁后测序，并把测序结果在NCBI数据库中进行同源性比对，最终确定25个与其相互作用的蛋白，分别为转录调控因子、肽酶、壳多糖酶。这些结果为揭示光皮桦KNOX基因的功能与调控机制提供了基础。同时对BlKNOX2和筛选得到的序列进行表达分析，结果表明：BlKNOX2和双杂筛选到的的Myb家族转录因子在叶中的表达量都上调，表明，BlKNOX2可能参与叶片发育过程的调控。BlKNOX2和双杂筛选到的参与花期调控的蛋白在雌花中的表达量都上调，说明，BlKNOX2可能在雌花的发育过程中起调控作用。