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在植物中存在大量重复基因，当基因重复后，重复基因往往发生功能的分化。这种功能的分化究竟是在调控区还是在蛋白质编码区发生的？调控区变异和蛋白质编码区变异对重复基因功能分化的贡献程度如何？这一系列问题目前还未得到很好的解决。磷酸核糖焦磷酸酰胺转移酶(ASE)是催化嘌呤环合成的关键酶，在植物的生长发育中发挥重要作用。在本论文中，我们以ASE基因家族为研究对象，以杨树和拟南芥为研究材料，研究ASE基因家族调控区和蛋白质编码区对重复基因功能分化的作用机制，其主要结果如下: 1、杨树和拟南芥中分别有2个和3个ASE基因，所编码蛋白的长度介于532-586个氨基酸之间，预测分子量介于58.04-63.98 kDa。序列相似性分析发现它们之间有很高的序列相似性，介于61.1％-90.6％之间。 2、半定量RT-PCR分析发现杨树两个ASE基因在根、茎、叶和芽中均表达，且在叶中表达量最高。在拟南芥中，AtASE1在根和花中表达，AtASE2和AtASE3只在花中表达。 3、将杨树两个ASE基因和拟南芥三个ASE基因与GFP基因连接后进行亚细胞定位分析，发现它们所编码蛋白均定位到叶绿体。 4、蛋白质生化功能分析发现，杨树两个ASE蛋白和拟南芥三个ASE蛋白均能催化PRPP生成PRA。拟南芥AtASE3蛋白的催化活性明显高于AtASE1和AtASE2蛋白，而杨树PtASE1和PtASE2蛋白具有相似的催化活性。 5、转基因分析发现拟南芥AtASE3，以及杨树的PtASE1和PtASE2均能互补拟南芥AtASE2突变体表型。 综合基因表达、亚细胞定位、蛋白体外功能和转基因体内功能分析，本论文系统研究了杨树和拟南芥ASE基因家族功能分化的机制，发现基因表达的分化可能是ASE基因家族功能分化的主要机制。本论文的结果对于理解植物重复基因功能分化机制具有重要的参考意义。