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株型性状是植物生长发育的外部表现形式,对作物产量、产品品质、生产效率、观赏特性等有重要影响,在丰富园林植物景观中具有重要作用。株高作为株型性状的重要组成部分,其复杂的分子调控机制在木本植物中尚不明晰。紫薇(Lagerstroemia indica)株型丰富,包括乔木、灌木、低矮紧凑、垂枝等,是研究木本植物株型性状的优良材料。前期研究表明,紫薇枝条节间长度是影响株高的重要因素,细胞数目是调控节间长度的关键因素,细胞分裂调控相关的基因在调控节间长度方面起到重要作用。TCP转录因子作为调控细胞分裂的相关蛋白,在植物分生组织中发挥作用,调控植株的生长发育和形态建成。为阐明紫薇TCP基因调控紫薇株高性状的分子机制,为紫薇株型育种提供理论依据,本研究以屋久岛紫薇(L.fauriei)和紫薇品种‘Pocomoke’(L.indica‘Pocomoke’)的杂交群体中筛选出的普通型与矮生型紫薇株系为试材,对紫薇TCP基因家族进行筛选与分析,利用基因沉默和过表达技术对差异表达的TCP基因进行功能分析,筛选互作蛋白并分析其上游启动子序列,探究调控网络。主要结论如下:(1)紫薇TCP转录因子家族成员共44个,多定位于细胞核中;进化树分析表明紫薇TCP转录因子分为两个分支,其数量和占比与其他物种相似;各转录因子具有相对保守的结构,包含较完整的TCP保守结构域,且两个分支有明显的结构差异。根据转录组表达量从中筛选出14个差异表达的TCP转录因子,其中LfiTCP12;2和LfiTCP15;2在两种株型紫薇中极显著差异表达。(2)根据转录组LfiTCP12;2和LfiTCP15;2基因序列克隆出的基因分别为LfiTCP12、LfiTCP15。利用VIGS技术对LfiTCP12和LfiTCP15S基因在紫薇进行基因沉默。沉默LfiTCP12导致紫薇分枝数量减少,主要由于髓部细胞数目减少,最终表现为矮生型紫薇枝叶稀疏;沉默LfiTCP15S使普通型紫薇节间缩短,主要使木质部细胞数目减少,植株株型较为紧凑。(3)在烟草中转化LfiTCP12、LfiTCP15D、LfiTCP15S基因,成功得到转基因阳性苗,其中LfiTCP15D已经得到T2代转基因株系。对转基因植株的表型性状及细胞模式进行分析,发现LfiTCP12转基因株系节间细胞伸长、细胞数目减少,生长较为缓慢,但整体株高并未产生明显变化。LfiTCP15D和LfiTCP15S转基因株系株高增长,具体表现在节间细胞数目增多、细胞长度略微增长。(4)构建了紫薇酵母文库,构建LfiTCP12、LfiTCP15D、LfiTCP15S酵母双杂BD载体,筛选得到LfiTCP12的互作蛋白24个、LfiTCP15D的互作蛋白6个、LfiTCP15S的互作蛋白23个。在两种株型中分别克隆出LfiTCP12、LfiTCP15的上游启动子序列,分析序列差异和调控元件,LfiTCP12SQ、LfiTCP12DQ和LfiTCP15SQ、LfiTCP15DQ中均存在光响应元件、多种激素响应元件,而且LfiTCP15DQ还含有MYBHv1结合位点。综上,LfiTCP12、LfiTCP15对紫薇节间长度及株高性状具有调控作用,细胞分裂过程引起的细胞数目差异导致紫薇节间长度变化。研究结果为解析紫薇株高性状分子调控机制提供了理论依据。