已知维管组织分布在植物的根、茎、叶当中,不仅发挥着物质运输的作用,同时也起到支持植物体的作用。维管组织的发育或衰老将直接影响植物的形态建成及产量,因此挖掘C_4作物的维管发育相关基因,是创制更高产量的作物品种的前提。已有报道GRAS家族转录因子参与调控植物的生长发育、形态建成及胁迫响应等生物学过程。其亚家族成员SHR在拟南芥、玉米根皮层发育及豆科植物根瘤形成方面多有见报,但SHR在C_4作物维管发育方面的功能还有待进一步挖掘。在C_4模式植物狗尾草中创制shr突变体,对挖掘SHR在C_4作物维管发育中可能起到的生物学功能具有重要的参考意义。本研究根据玉米已发表的ZmSHR1和ZmSHR2基因,寻找到狗尾草中的七个同源基因,进行进化及亲缘关系分析、组织特异性表达分析,构建狗尾草CRISPR/Cas9敲除载体与pGPro8-GUS载体,遗传转化获得阳性植株,为研究C_4作物中SHR在维管发育中的作用提供了重要参考与材料基础。主要研究结果如下:(1)根据玉米已发表的ZmSHR1和ZmSHR2基因,寻找拟南芥、水稻、玉米、谷子、大豆和狗尾草中的同源基因,构建系统发育进化树。结果显示进化树分为四个类群,其中拟南芥、水稻、大豆、狗尾草、玉米和谷子SHRs基因在Ⅰ、ⅡGW4869 IC50、Ⅲ和Ⅳ类群都有分布,说明SHRs基因在C_3和C_4作物进化及分化过程中相对保守;在Ⅳ类群中水稻、玉米、谷子、狗尾草聚类于同一支进化分支,而大豆和拟南芥聚类于另一支进化分支,推测SHRs基因在单子叶和双子叶作物分化后出现一定差异。狗尾草7个同源基因分布在Ⅰ、Ⅱ和Ⅳ类群中,其中位于Ⅳ类群中的SvSHR2与SvSHR7与玉米的ZmSHR1和ZmSHR2基因同源性最高。(2)利用eFP、Mazieinfectious bronchitisGDB等数据库提供的数据,分析在拟南芥、水稻、玉米中SHR同源蛋白的组织特异性表达情况,发现在这些物种中SHR表达部位及表达趋势相近。单细胞数据分析显示玉米中SHR在和维管发育过程中聚类。通过玉米与狗尾草的蛋白相似性分析确定在狗尾草中进行shr突变体创制及功能验证的可行性高。分析实验室测得的狗尾草叶片四个不同发育时期的RNA-seq数据发现,七个SvSHR基因都与叶片发育相关,但只有SvSHR2和SvSHR7的表达趋势是随着叶成熟逐渐降低,可能与叶片早期形态建成相关;对这七个同源SvSHR蛋白进行GO富集预测,发现这七个SvSHR都在维管发育的生物学进程中有富集。(3)利用CRISPR/Cas9技术构建多个SvSHR的基因编辑载体,利用农杆菌AGL1遗传转化法转化狗尾草,通过组织培养,在T0代获得SvSHR1、SvSHR2、SvSHR4、SvSHR5、SvSHR7与SvSHR2/SvSHR7双突阳性植株;鉴定T1代发现仅有shr7存在明显片段缺失。对获得的狗尾草shr突变体T2代表型统计发现,与野生型相比,shr2存在植株矮小、不定根粗壮的表型;shr4表现为开花结实提前;shr7存在植株较矮小、多侧根的表型;双突shr2/shr7表现出植株矮小且根短的表型;shr突变体间存在表型不一致情况,需要进一步分析其表型差异原因。(4)截取SvSHR7的 ATG 上游 2071bp 构建了 pGPro8-SvSHR7pro::GUS 载体,烟草瞬时转化验证该长度启动子具有活性Dinaciclib molecular weight,在叶脉与叶肉中均有表达,转化狗尾草获得阳性植株,为进一步确定SHR在狗尾草叶中的表达部位提供实验材料。