表皮毛是由表皮细胞特化而形成的一种发状结构,广泛存在于植物的表面。表皮毛的分类有不同的标准,从细胞组成方面可以分为单细胞和多细胞表皮毛;从形态方面可以分为分支和不分支表皮毛;从是否有分泌物方面可以分为腺毛和非腺毛。表皮毛作为一种细胞的特殊形态,是研究细胞分化及生长发育的良好模型。表皮毛生长发育调控在拟南芥中的研究已经较为成熟,但是目前关于悬铃木叶片表皮毛的研究却很少见。悬铃木因其生长迅速、冠大荫浓、抗逆性强等优点被广泛应用于城市绿化。但是飞毛问题严重影响了其应用价值,为解决这一问题,我们对悬铃木表皮毛生长发育调控进行了研究,并希望结合前期花发育研究以期培育出无球无毛“完美型”悬铃木。本研究依据模式植物拟南芥的研究结果,对悬铃木表皮毛生长发育调控的关键基因进行了较为系统的研究,为培育无毛悬铃木提供理论依据。主要的研究结果如下:1.通过同源克隆以及悬铃木转录组数据分离得到了4条悬铃木R3 MYB转录因子序列,分别命名为Pa TRY、Pa CPC-like1、Pa CPC-like2和Pa CPC-like3。系统进化树结果表明Pa TRY被分到了分支I,Pa CPC-like1、Pa CPC-like2和Pa CPC-like3被分到了分支II,且都与荷花的亲缘关系最近。实时定量结果表明,Pa CPC-like1在所有被检测组织中都有表达而Pa TRY、Pa CPC-like2和Pa CPC-like3的表达模式相似都是在茎中表达量最高,在叶片中基本不表达。亚细胞定位结果表明这4个R3MYB转录因子都既定位在细胞质又定位细胞核中。在拟南芥中超量表达这4个R3MYB转录因子都能使拟南芥表皮毛数量减少,并且通过与b HLH转录因子发生直接蛋白互作来调控At CPC、At TRY、At ETC1、At GL1、At MYB23、At TTG2以及At GL2的表达从而调控拟南芥表皮毛的生长发育。2.结合同源克隆及悬铃木转录组数据,我们分离得到了Pa MYB82基因。通过序列比对、系统进化树以及亚细胞定位（定位于细胞核）等分析,明确其为拟南芥At MYB82同源基因。通过实时定量及GUS染色分析可以看出Pa MYB82与At MYB82在表达模式上存在一定的差异。此外,Pa MYB82在三四月份的茎中表达量较高随后表达量下降,表明其可能与茎的生长发育相关。将Pa MYB82在野生型拟南芥中进行超量表达可以使野生型拟南芥表皮毛数量减少;而将其在拟南芥gl1突变体中进行超量表达能够使突变体的表型得到部分恢复,说明Pa MYB82对表皮毛的生长发育具有双重调控。酵母双杂交实验结果表明,Pa MYB82和Pa GL3、At GL3、At EGL3以及At MYC1之间能够发生直接蛋白互作,同时At CPC、At ETC1、At TRY、At GL2和At TTG2的表达量在Pa MYB82超量表达转基因植株中显著升高。这些实验结果表明,Pa MYB82在拟南芥中调控表皮毛的方式与拟南芥本身的调控方式相似。此外,Pa MYB82还能调控野生型拟南芥茎的生长发育。3.结合同源克隆及悬铃木转录组数据,我们分离得到2条Pa GL1-like序列,分别命名为Pa GL1-like1和Pa GL1-like2且系统进化树的结果表明它们属于R2R3 MYB的15亚家族,并且定位于细胞核中。实时定量分析结果表明Pa GL1-like1和Pa GL1-like2虽然具有较高的同源性但它们在表达模式上有很大的差异。将这2个基因在野生型拟南芥中进行超量表达能够抑制表皮毛的形成;在拟南芥gl1突变体中进行超量表达则能促进表皮毛的形成。酵母双杂交及定量结果表明,这2个基因主要是通过与b HLH转录因子发生蛋白互作从而调控下游基因At CPC、At ETC1、At TTG2和At GL2的表达来调控拟南芥表皮毛的生长发育。在基因克隆的过程中我们发现Pa GL1-like2存在2条序列,且这2条序列只有2个氨基酸位点不同,分别命名为Pa GL1-like2.1和Pa GL1-like2.2（上述实验中所说的Pa GL1-like2与Pa GL1-like2.1所对应）;Pa GL1-like2.1不仅能够调控拟南芥表皮毛还能抑制拟南芥生长发育。为了进一步验证Pa GL1-like2.1的功能,我们将其在烟草中进行了超量表达,结果发现Pa GL1-like2.1超量表达之后不仅能够导致烟草叶片变小、变窄、腋芽萌发,同时还能促进烟草雄蕊、未成熟种子以及花冠筒中花青素的积累。酵母双杂交以及实时定量结果表明,Pa GL1-like2.1主要通过与烟草中花青素积累相关的b HLH转录因子发生蛋白互作,激活下游基因Nt ANS、Nt DFR、Nt An1a以及Nt An1b的表达来促进花青素的积累。