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摘要
【目的】DNA拓扑异构酶基因是一类能够改变DNA拓扑结构的酶，在基础生命活动如DNA复制、转录、有丝分裂等过程中发挥重要作用。研究DNA拓扑异构酶基因对杨树Populus生长发育的影响，能够进一步了解DNA拓扑异构酶基因在木本植物中的作用机制，评估其是否可作为林木分子育种的靶标。【方法】从银腺杨‘84K’ Populus alba×P. glandulosa ‘84K’(84K杨)中克隆得到DNA拓扑异构酶基因PagTOP2b，利用生物信息学方法对其进行序列分析、蛋白理化性质及结构分析。实时荧光定量PCR分析PagTOP2b在杨树不同组织中的表达水平。利用农杆菌Agrobacterium tumefaciens介导的叶盘转化法转化84K杨，得到PagTOP2b过表达转基因植株。通过表型及茎段切片分析过表达PagTOP2b基因对84K杨植株生长的影响。【结果】以84K杨cDNA为模板，克隆得到PagTOP2b基因全长序列，该基因蛋白质编码区(CDS)长度为4 449 bp，编码1 482个氨基酸，根据蛋白结构域分析属于ⅡA型DNA拓扑异构酶。PagTOP2b主要在杨树幼嫩组织中有较高的表达量。过量表达PagTOP2b基因会导致转基因植株高度、基部节间直径和木质部宽度显著增加。【结论】DNA拓扑异构酶作为一类参与基础生命活动的重要功能酶，在杨树中过量表达ⅡA型DNA拓扑异构酶基因PagTOP2b可促进植株的纵向及径向生长，增加植株生物量。图4表1参28
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