白桦(Betula platyphylla Suk.)是我国东北及内蒙古四省区主要分布的树种之一,在当地是重要的造林树种。由于白桦的重要生态、观赏和非常实用的经济价值,目前对它的遗传改良的范围也渐渐扩大,主要的改良目的是培育速生、优质、高光效、高抗的新品种。在天然白桦所具有的优势上利用分子生物学手段进行高光效、速生白桦的品种创制,不但在林木分子生物学研究提供理论基础,更加重要的是可以获得经济性状上更具优势的白桦,为林木新品种创制提供材料。本研究通过转基因手段在白桦中过表达MYB家族中的一个新的基因BpMYB106,对转基因白桦进行分子生物学及生理上的检测,并对其下游基因进行概括分析,来探讨该基因的相关功能,从而对筛选高光效、高生长速率的白桦优质品种提出一定参考。研究结果如下：1.从白桦中克隆得到BpMYB106基因,经过氨基酸多序列比较分析确定该基因属于R2R3 MYB基因家族,且序列与拟南芥、杨树、玉米等物种的参与光合作用及毛状体发育相关调控的MYB基因具有一定的相似度,因此推测BpMYB106基因与白桦的光合作用相关功能及毛状体发育相关。2.利用荧光定量PCR技术对该基因进行表达模式分析,在白桦根、茎、叶、茎尖中,该基因在茎尖和叶片显著表达,说明该基因在白桦的茎尖和叶片中具有组织表达特异性。3.构建BpMYB106融合表达载体,利用基因枪瞬时转化技术对洋葱表皮细胞进行瞬时转化,确定该基因定位在细胞核中。4.通过染色体步移技术克隆了BpMYB106基因上游启动子1573 bp,对该序列的顺式作用元件分析表明,该序列含有大量与光响应及MYB相关的结合位点。将基因起始位点以上1500 bp的序列定向替换pBI121-GUS表达载体上的CaMV35S启动子,构建融合载体pMYB-GUS,进行白桦各个时期的瞬时侵染。结果表明白桦在长出新叶(茎尖)时,在新叶的GUS活性显著,另外在老叶的毛状体中GUS活性显著。这一结果表明该基因在茎尖及叶片毛状体中表达活跃,与该基因在白桦中表达模式的结果一致。5.构建pROKⅡ-BpMYB106过表达载体,利用农杆菌介导法对白桦进行转化,通过分子检测获得11个阳性转基因株系；通过生理水平检测,确定过表达株系白桦的叶片毛状体密度、生长速率、瞬时光合速率及蒸腾速率高于野生型白桦,但气孔形态和数量、失水率差异不显著(P>0.05)。6.用转基因白桦的成熟叶片作为样品,野生型白桦成熟叶片作为对照,进行表达谱实验,与野生型白桦相比,转基因白桦具有992个差异基因,其中上调表达基因508条,下调表达基因484条。经Pathway分析,表达谱中具有12个与光合作用和氧化磷酸化相关的差异基因,除此以外差异基因中还具有谷氧还蛋白、植物病原互作、生长素、苯丙素合成、类黄酮生物合成等相关基因。7.对光合作用、氧化磷酸化作用、生长素相关基因进行启动子作用元件分析,均发现MYB特异结合位点及基因相应功能的作用元件,光合作用基因具有关键酶rbcS一致序列和光调控基因上游保守序列Ibox/Ibox core,氧化磷酸化基因具有T box. Box Ⅱ和SORLIPs元件,生长素基因具有ARF元件。对类黄酮生物合成途径进行分析,发现6个上调表达基因分别编码类黄酮3’-羟化酶(F3’H)、类黄酮3’,5’-羟化酶(F3’5’H)、二羟黄酮醇4-还原酶(DFR)、无色花色素4-还原酶(LAR)及有色花色素经花色素还原酶(ANR),1个下调表达基因编码查尔酮合酶(CHS),这些酶均是类黄酮生物合成的关键酶：该途径的上游代谢途径苯丙素生物合成的一部分中,参与差异表达的有4个基因,分别编码苯丙氨酸解氨酶(PAL)和4-香豆酸-CoA连接酶(4CL),这些基因均是生成类黄酮生物合成底物香豆酰-CoA的关键酶。8.选取表达谱中光合作用和氧化磷酸化的12个差异表达基因的启动子顺式作用元件——5个MYB元件,分别为MYB1AT、MYB2AT、MYBCORE、MYBST1和MYBZM,3个光响应元件分别为SORLIP2、Box Ⅱ和RBCS,将这些元件分别串连三次重复构建pHIS2-元件报告载体,将BpMYB106构建pGADT7-Rec2-BpMYB106效应载体,利用酵母单杂交体系进行共转化酵母Y187,共转化酵母均分别在TDO/30 mM 3-AT培养基上生长。这些结果说明BpMYB106能够作用于这12个基因启动子上的MYB及光响应元件。