PLETHORA（PLT）属于APETALA 2/ETHYLENE RESPONSE FACTOR（AP2/ERF）型转录因子，PLT家族成员均在植物的新生分裂组织中高度表达，并参与新生分生组织的建立和维持，以及器官的启动与生长^[1]。AP2/ERF结构域是一个包含约60 ~ 70个氨基酸的具有DNA结合能力的蛋白质结构域^[2-3]，PLT含有两个该结构域并各自以不同的结合基序分别结合靶DNA^[4-5]。

最初发现PLT的主要功能为参与根发育过程中的形态建成并维持根尖分生组织，尤其是干细胞龛（quiescent center，QC）位置的确定。在根尖分生组织（root meristem，RM）中，QC是干细胞维护所需的组织中心^[6]。其中PLT1和PLT2基因在根干细胞区域中特异性表达，其蛋白的积累和GRAS家族类转录因子SHORT-ROOT（SHR）和SCARECROW（SCR）蛋白的径向表达能够决定QC的位置^[3]。此外，PLT1和PLT3能够与TCP转录因子（TCP20，TCP21）和SCR在植物体内组装成PLT-TCP-SCR复合体，该复合体能够结合于WUSCHEL-RELATED HOMEOBOX 5（WOX5）启动子中的PLT结合位点，诱导WOX5的表达，进而调控QC的维持和干细胞的活性^{[2, 7]}。另外，细胞分化过程与PLT蛋白的丰度之间有着密切联系，PLT蛋白浓度较高时，有利于维持干细胞活性，而浓度较低时，则有利于促进干细胞有丝分裂，当PLT蛋白浓度更低时，干细胞转向细胞分化^[8]。在根中，PLT的转录受到积累的高浓度生长素的诱导^[9]。PIN蛋白是生长素极性运输的载体元件，其极性分布影响生长素的极性运输，PLT则通过调控PIN的转录来影响生长素在根尖中的分布^[10]。生长素与PLT间通过PIN相互调控，各自维持在根尖分生组织中的梯度分布并以此影响根中各个功能区域的划分；有研究者指出，生长素-PLT网络可作为一个核心，激素、转录因子和其他因素通过影响这个核心发挥调节的作用^[9]。研究表明，在茉莉酸介导的QC调控的过程中，MYC2转录因子直接结合PLT1、PLT2的启动子并抑制它们的表达，以调控根分生组织活性和维持QC^[11]。除了在根的建成及发育中的重要作用，PLT基因家族在胚胎发育、芽发生、叶序和根序中都扮演重要角色。在胚胎发育中，plt1-plt2-plt3三突变体的胚出现了胚根组织的异常发育以及幼苗根发育的缺失^[3]，而plt2-plt4双突变体无法在胚早期完成发育^[8]。在叶序和侧根发生过程中，PLT3/5/7控制着茎尖分生组织（shoot apical meristem，SAM）器官的定位^[12-14]。而在芽分化和花发育过程中，plt3-plt7联合突变可导致新芽停止生长^[15]，影响花器官数量以及其正常萼片、花瓣和雄蕊的形成^[16-17]。

水曲柳（Fraxinus mandshurica）属于木犀科（Oleaceae）白蜡属（Fraxinus）阔叶经济木材树种，其木材质地坚硬致密，纹路雅观，经常被作为工业和民用的高级用材^[18-19]。水曲柳主根较短，侧根和毛细根发达，偏爱寒冷和潮湿的气候，抗旱性强，易于繁殖^[20]，是极好的水土保持树种^[21]。树木的发育及再生进程作为林木研究的基础，直接影响到林木的成材、生产^[22-23]。因此，对树木根系及再生相关基因的深入研究具有深远意义。本研究以实验室前期获得的水曲柳转录组数据库为基础，对水曲柳PLT家族成员进行克隆并进行生物信息学分析，测定其在不同组织和种子萌发过程中的表达情况，并研究了水曲柳PLT家族成员响应植物激素和非生物胁迫的表达模式，为水曲柳PLT家族基因的生物学功能研究、水曲柳遗传改良和树木适应机制的揭示奠定了基础。

1.   材料与方法

1.1   材料与处理

水曲柳叶片、种子取自东北林业大学实验林场，种子经75%酒精和10%次氯酸钠消毒，剥去种皮，接种于WPM固体培养基中，在16 h日照长度、（23 ± 2） ℃温度和60% ~ 80%湿度条件下培养2个月，选取长势一致的完整植株进行下一步处理，所有处理均采取WPM液体浇灌的方法。4个非生物胁迫处理包括：4 ℃低温、200 mmol/L氯化钠（NaCl）、20%聚乙二醇（PEG）6000和200 mmol/L碳酸氢钠（NaHCO₃）；5个激素信号处理包括：均为100 µmol/L的脱落酸（ABA）、赤霉素（GA₃）、生长素（IAA）、水杨酸（SA）和茉莉酸甲酯（MeJA）；对照组（CK）浇灌等量液体WPM培养基。分别于处理后0、1、3、6、12、24、48 h和复水后72 h取水曲柳幼苗液氮速冻，置于−80 ℃下保存。

NaCl、PEG6000、NaHCO₃、ABA、GA₃、IAA、SA和MeJA均购自sigma公司，AceQ qPCR SYBR Green Master Mix （High ROX Premixed）等购自于诺唯赞生物科技（南京）有限公司，大肠杆菌Trans1-T1感受态细胞和pEAZY-T5载体购置于北京全式金生物技术（TransGen Biotech）有限公司。

1.2   方　法

1.2.1   FmPLTs基因编码区全长的克隆

以水曲柳叶片及整株苗为实验材料，采用CTAB法提取材料总RNA，用反转录试剂盒将其反转录成cDNA。通过BioEdit软件的local blast方法，与实验室前期获得的转录组数据比对，分析水曲柳转录组数据库，确定PLT家族成员，并设计对应引物（表1），克隆其编码区全长序列。经凝胶回收试剂盒纯化目的产物，连接pEASY-T5载体，转化进入Trans-T1感受态细胞，送生工生物工程（上海）股份有限公司测序。

表  1  FmPLTs基因编码区引物

Table  1.  Primers of FmPLTs gene coding region

引物名称 Primer name	引物序列（5′—3′） Primer sequence (5′–3′)
PLT2-scence	TTGCACATTGAAACTCATCTGAA
PLT2-anti-scence	GTTCTCCAATCCATTAAGACATCTAA
PLT3-scence	AGTTGTTTTTTTTTTTCACCGTC
PLT3-anti-scence	TTAATACGACTGGTGAGGCCAGA
PLT4-scence	ATGATCAAGAACTGGCTGAGAAATA
PLT4-anti-scence	GTATACATCCTTAACTTTCCAGTCG
PLT4A-scence	GCAATAACATCACTGTATCAAGTCAC
PLT4A-anti-scence	CTACGTATCGTTCCATACCGTAAAA
PLT5-scence	ATGGATTCTCCTCAGACCTGGC
PLT5-anti-scence	AAAAGGAAACAAGGCAATAACAAA
PLT5A-scence	ATGGAAGAAATGAAGAACATGACG
PLT5A-anti-scence	TCATTCCATTCCGAACATTGG
PLT7-scence	AAAGAAAAAAAGAAAAAGAAAAATG
PLT7-anti-scence	CTTTGTGGGTTAGATGAAGGTC
PLT8-scence	CCCACTTCCCAGCATCTGTT
PLT8-anti-scence	TTAAGTGTCGTTCCAGGCTGC
PLT9-scence	TGGAGGGAACCAAACAACACA
PLT9-anti-scence	GAAAAAAAAACCCTGAAAGTTGAAA

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1.2.2   FmPLTs基因的生物信息学分析

使用NCBI在线分析工具ORF Finder预测基因开放阅读框，结合DNAMAN软件，推测其编码蛋白质的氨基酸序列；并通过ExPASy-ProtParam^[24]在线软件分析所得蛋白的各项理化性质。使用NCBI数据库Conserved Domain Search Service在线分析软件，分析FmPLTs的保守结构域及其数量；比对cDNA序列和相应的基因组DNA序列，研究FmPLTs基因的外显子和内含子结构，并绘制基因结构图；利用MEGA 5.0^[25]软件，选取家族内成员编码蛋白，进行系统发育进化树的构建；应用在线分析网站The MEME Suite^[26]中的MEME功能分析保守基序；使用NCBI数据库BLAST对FmPLTs成员的氨基酸序列进行同源序列比对，搜索选取不同物种中的同源蛋白序列，导入ClustalX进行多序列比对分析，利用MEGA 5.0构建多物种系统发育进化树；应用GeneDoc^[27]对多序列比对结果进行同源区及功能区域的划分标注。

1.2.3   FmPLTs基因的表达模式分析

使用qRT-PCR方法分析FmPLTs在水曲柳不同部位以及不同激素和胁迫处理下的表达模式。对于不同部位的表达模式分析，以水曲柳根、茎和叶片的cDNA为模板；对于种子萌发过程中的表达模式分析，以萌发0、3、4、5、7、8、9、10、14、18、21和29 d的种子cDNA为模板；对于不同激素和胁迫处理下的表达模式分析，以5种激素和4种胁迫下的水曲柳cDNA为模板，每个样品重复测定3次。以水曲柳微管蛋白基因FmTu作为内参基因^[28]，引物见表2。PCR反应体系如下：2 μL模板cDNA，10 μL Master Mix，0.4 μL正反向引物（10 μmol/L），用ddH₂O补足至总体积20 μL。利用Applied Biosystems7500荧光定量PCR仪进行扩增，反应程序为：95 ℃预热30 s，95 ℃ 10 s， 60 ℃ 30 s（共40个循环）；95 ℃ 15 s，60 ℃ 1 min，95 ℃ 15 s，60 ℃ 15 s，每份样品重复3次。目标基因的表达水平运用相对定量的2^−ΔΔCt法计算。

表  2  实时荧光定量PCR引物序列

Table  2.  Real-time fluorescence quantitative PCR primer sequences

引物名称 Primer name	引物序列（5′—3′） Primer sequence (5′–3′)
qPLT2-scence	TGACACTCCGCTTCATAACCA
qPLT2-anti-scence	AACAGATAATCGGAACCACTCG
qPLT3-scence	CAGCCGTTCAACCAGTGTCAGTGT
qPLT3-anti-scence	CCGAGGTTCCTGCATTGCTTGACT
qPLT4-scence	AATGAAGCACATGACGAGGCAGGAA
qPLT4-anti-scence	TGCTGGTGGTGTCTTGTGACTCCT
qPLT4A-scence	GGGAATGCACTTGACAGCCAAACT
qPLT4A-anti-scence	TCTGCCAGTCCATCTATGCCTTGTT
qPLT5-scence	CCCATAGGAGGCTTGAACAACA
qPLT5-anti-scence	ACGGCAGGAGTAGACCACGAAT
qPLT5A-scence	AGGTGGCAAGCAAGAATCGGAAGG
qPLT5A-anti-scence	GATTGCCGCAATGTCATAAGCCTCG
qPLT7-scence	ACAAGAGTCCATTGCCTCGCTAAGA
qPLT7-anti-scence	CCTTGCTGATGATGCCTCGTAACAC
qPLT8-scence	ACGGAGTAGGTGAAATGGGTGGTTT
qPLT8-anti-scence	TGCTGCCTAATGGACTCTTGGTTGT
qPLT9-scence	AAGAGAACTCCAGGCAGCAGCAA
qPLT9-anti-scence	TCAGCCATTGTTGGGAGGTGAAGAT
TU-scence	GCACTGGCCTCCAAGGAT
TU-anti-scence	TGGGTCGCTCAATGTCAAGG

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2.   结果与分析

2.1   FmPLTs基因的鉴定与生物信息学分析

2.1.1   氨基酸序列理化性质分析

所有FmPLTs蛋白质长度为276 ~ 659 aa；分子量为30 058.22 ~ 73 471.78 Da；等电点为5.87 ~ 8.53；平均亲水性为−0.774 ~ −0.516，FmPLTs成员均为亲水性蛋白；除FmPLT5A含有1个AP2结构域外，其余成员皆含有2个AP2结构域（表3）。

表  3  氨基酸理化性质分析结果

Table  3.  Analysis results of physical and chemical properties of amino acids

基因名 Gene name	GenBank登录号 GenBank accession No.	编码区全长 Full length of coding area/bp	氨基酸长度 Amino acid length/aa	分子量 Molecular mass/Da	等电点 Isoelectric point	平均亲水性 Average hydrophobicity	AP2结构域数量 Number of AP2 domain
FmPLT2	MW268698	1 599	532	59 045.86	5.89	−0.700	2
FmPLT3	MW268699	1 494	497	55 120.86	5.87	−0.611	2
FmPLT4	MW268694	1 500	499	55 487.44	8.53	−0.705	2
FmPLT4A	MW268695	1 605	534	59 122.15	6.68	−0.764	2
FmPLT5	MW268697	1 388	461	50 107.37	7.06	−0.551	2
FmPLT5A	MW268696	831	276	30 058.22	7.86	−0.516	1
FmPLT7	MW268700	1 524	507	56 209.03	5.90	−0.612	2
FmPLT8	MW268701	1 980	659	73 471.78	6.62	−0.707	2
FmPLT9	MW268702	1 899	632	70 382.85	6.54	−0.774	2

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2.1.2   FmPLTs的系统发育分析

为了更好地了解水曲柳PLT蛋白及其与其他物种间的系统发育关系，本文选取不同物种中的38条氨基酸序列参与建树，包括拟南芥（Arabidopsis thaliana）、水稻（Oryza sativa）、油橄榄（Olea europaea var. sylvestris）、丁香咖啡（Coffea eugenioides）和伞形草（Herrania umbratica）。系统发育分析显示，6种植物的PLT家族聚成5个分支，其中FmPLT3与FmPLT7在同一分支，FmPLT8与FmPLT9也同属于另一分支，其中水稻PLT家族成员中的PLT3/4/5/6与其他物种的PLT4同属于一个分支（图1）。此外，为深入了解水曲柳中FmPLT家族各成员的异同，对FmPLT家族成员进行氨基酸的多序列比对（图2）。多序列比对结果显示，除FmPLT5A以外的其余成员皆含有2个AP2保守结构域及对应的DNA结合位点，并且成员间这两个AP2结构域/DNA结合域之间的氨基酸序列也非常保守。

图  1  各物种PLT家族蛋白系统发育进化树

FmPLT2. MW268698；FmPLT3. MW268699；FmPLT4. MW268694；FmPLT4A. MW268695；FmPLT5A. MW268697；FmPLT5. MW268696；FmPLT7. MW268700；FmPLT8. MW268701；FmPLT9. MW268702；AtPLT1. OAP01594.1；AtPLT2. OAP15627.1；AtPLT3. NP_001190279.1；AtPLT4. AAM33803.1；AtPLT5. NP_200549.2；AtPLT7. NP_001318882.1；OsPLT2. AK105909；OsPLT3. AK112070；OsPLT4. AK287726；OsPLT5. AK240892；OsPLT6. AK287621；OsPLT7. AK241712；OsPLT8. AK109848；OsPLT9. AK106306；CePLT2. XP_027164779.1；HuPLT2. XP_021278972.1；OeAIL6. XP_022893842.1；CeAIL6. XP_027179591.1；HuAIL6X1. XP_021275115.1；OeBBMX2. XP_022864559.1；CeBBM. XP_027183775.1；HuBBM. XP_021281898.1；CeAIL5. XP_027175794.1；HuAIL5. XP_021275979.1；OeAIL6X1. XP_022884555.1；OeANT. XP_022870872.1；CeANT. XP_027148114.1；HuANT. XP_021284854.1；OeANTX2. XP_022864341.1；CeANTX2. XP_027178540.1

Figure  1.  Phylogenetic tree of PLT family proteins of each species

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图  2  FmPLTs氨基酸多序列比对

Figure  2.  Amino acid sequence alignment of FmPLTs

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2.1.3   FmPLTs的保守基序及基因结构分析

保守基序及基因结构分析结果显示，FmPLTs蛋白分为3个亚支，存在8个保守基序，如图3所示。9个FmPLTs成员均包含2个保守基序motif1和motif5，而其中2个AP2保守结构域分别对应为motif1和motif2。此外，一些基序仅存在于一个特定的亚支中，例如，motif6仅存在于FmPLT3和FmPLT7分支中，这表明这些基序在这个亚支中具有特殊功能。

图  3  水曲柳FmPLTs蛋白保守基序分析

Figure  3.  Analysis of FmPLTs protein conserved motif in Fraxinus mandshurica

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基因结构分析结果表明（图4），FmPLTs的编码序列大部分由7 ~ 10个外显子组成，而FmPLT3仅由3个外显子组成，这些家族成员展示出一定的保守性，它们的内含子序列都存在于整条编码序列的中央区域。

图  4  水曲柳FmPLT基因结构图

Figure  4.  FmPLT gene structure of F. mandshurica

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2.2   FmPLTs表达模式分析

2.2.1   FmPLTs在不同部位的表达模式

为探究FmPLTs在不同组织中的表达差异，并初步分析其基因功能，我们使用qRT-PCR检测了FmPLTs在水曲柳30 d龄实生苗的根、茎和叶片部位中的相对表达水平，以叶子中的表达量为对照，具体结果如图5所示。结果显示FmPLTs整个家族成员在根中的表达量很高，而在叶中的表达量很低，另外在茎中，只有FmPLT2/4显示出高表达（图5）。

图  5  水曲柳FmPLTs在不同组织中的相对表达量

Figure  5.  Relative expression of FmPLT family in different tissues

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2.2.2   FmPLTs在种子萌发过程中的表达模式

本研究选取接种于WPM培养基中的去种皮的种子，分别于接种后0、3、4、5、7、8、9、10、14、18、21和29 d记录其形态变化，并使用qRT-PCR检测FmPLTs基因的表达水平（均以第0天为对照），结果显示大部分FmPLT家族成员的基因表达变化一致（图6），除FmPLT2在第5天表达量最高外，其余成员均在萌发第4天达到表达量峰值。形态变化记录显示，第4天正是子叶开始变绿、下胚轴开始稍稍伸长的重要时期（图7A）随后在第5天下胚轴出现更加明显的伸长（图7B），此时FmPLT2的表达量也明显升高。FmPLT2在第8和14天也呈现出相较于其他时期的高表达；除此之外，FmPLT7在第14天的萌发种子中高表达，此时的幼苗根部明显进一步伸长，如图6所示；FmPLTs成员大都是在3 ~ 8 d的种子中表达量较高，随后逐渐降低。

图  6  种子萌发不同天数的FmPLTs的相对表达量

Figure  6.  Relative expression of FmPLTs in different days of seed germination

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图  7  种子萌发第4（A）、5（B） 天生长示意图

Figure  7.  Schematic diagram of seed growth on day 4 (A) and 5 (B) of germination

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2.2.3   FmPLTs在非生物胁迫下的表达模式

本研究为探究FmPLTs在非生物胁迫下的表达特征，使用qRT-PCR检测了低温（4 ℃）、NaCl、NaHCO₃和PEG6000处理下FmPLTs在整株幼苗不同处理时间点的表达水平（均以处理0 h为对照），结果显示，大部分FmPLTs成员的表达水平发生明显变化（图8）。在低温处理中，FmPLT2/3/4/4A/5A/9均在处理24 h时呈现出高峰值的相对表达，而FmPLT8在复水72 h后出现高表达，FmPLT7在处理后表达量先升高后降低。在NaCl处理中，FmPLT2/3/4/4A/5/5A/7/9在处理1 h时表达水平最高；其中FmPLT4A在处理1 h时的相对表达量达到了对照的77倍，但它们的表达量随后均降低；FmPLT2在处理后24 h表达量最高，约为对照的16倍，FmPLT8整体呈现表达下降的趋势。在NaHCO₃处理中，FmPLT2/4/4A/5/5A在处理1 h时出现表达峰值随后下降，除FmPLT5外以上这些成员在6 h之后出现不同程度的表达量的回升；FmPLT3在处理后24 h出现表达峰值，而FmPLT7/9在处理后表达量整体下降。在干旱胁迫中，FmPLT2/3/4/4A/5A/8/9均在处理24 h时表达量最高；其中FmPLT2/4/4A在1 h时表达水平上升，而在其他时间点表达水平比较低；FmPLT4A/5A在处理12 h时的表达量上升；而FmPLT5/7整体上表达水平较低。FmPLTs大部分成员在非生物胁迫处理24 h时表达量最高，并且FmPLTs成员能高水平响应高盐与低温胁迫。

图  8  非生物胁迫下的FmPLTs基因的相对表达量

Figure  8.  Relative expression of FmPLTs gene under abiotic stress

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2.2.4   FmPLTs在多种植物激素信号下的表达模式

为了解FmPLTs在植物激素处理下的表达情况，使用qRT-PCR技术分析FmPLTs在ABA、GA₃、IAA、MeJA和SA五种激素信号处理下的表达模式（均以处理0 h为对照），结果如图9所示。在ABA处理中，FmPLT3/4/5A/8整体呈现出相对表达量降低的趋势；FmPLT2/5在处理6 h时出现表达的高峰；FmPLT2在处理6、48 h和复水后72 h表达水平显著上升；FmPLT4A在处理1和6 h时表达量最高；FmPLT7在处理1 h时出现高表达，约为对照的10倍。在GA₃处理中，所有FmPLTs成员在复水72 h时表达水平最低，除了FmPLT4A之外，其他成员的表达水平呈现先下降后上升再下降的波动趋势，而FmPLT4A在处理3、12和24 h出现显著高表达，约为对照的7 ~ 12倍。在IAA处理中，FmPLT2/4A整体的相对表达水平明显升高；FmPLT8/9的相对表达量整体降低；FmPLT5/7在处理1 h时表达量稍稍升高，随后逐渐降低， FmPLT3/4在处理的不同时间点中，表达量变化较大，但其总体的表达水平是降低的；FmPLT5A则变化不大。在MeJA处理中，FmPLT2/3/4/4A/5/5A都在处理24 h时达到相对表达的峰值，约为对照的3 ~ 30倍；FmPLT7/9在处理1 h时表达量升高，分别约为对照的55倍和4倍；总体来讲，整个FmPLTs成员均在MeJA处理12 h和24 h时表达水平上升。在SA处理中，FmPLT2/3/5A随着处理时间延长表达量先逐渐下降后上升，并于24 h时达到峰值；FmPLT4A在处理后12 h、24 h和48 h时表达水平较高，约是对照的4倍，在复水72 h后表达量下降至最低；而FmPLT5/7分别在处理1和3 h时高水平表达，而FmPLT4/8/9整体表达水平较低。

图  9  激素信号下的FmPLTs基因相对表达量

Figure  9.  Relative expression of FmPLTs gene under hormone signals

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3.   讨　　论

PLT的特性和功能在一些模式植物中研究较多^{[1, 7]}，但在珍贵硬阔树种水曲柳中的相关研究比较缺乏。本文对FmPLTs进行了克隆和生物信息学分析，系统进化关系表明，FmPLTs与油橄榄亲缘关系最近。多序列比对及基因结构分析发现，FmPLTs家族内的结构域及数量、基序和基因结构都表现出一定的保守性。FmPLTs家族中8个成员含有2个AP2结构域及DNA结合位点，而FmPLT5A仅含有一个。上文提到这2个AP2结构域能分别与靶DNA不同端结合，但两个AP2结构域均不能单独与DNA结合^{[5, 29-30]}；这暗示着FmPLT5A可能不参与结合DNA。但另一研究列出了3种类型的单个AP2重复序列结合DNA的例子，分别是与乙烯诱导的致病相关基因的启动^[30-32]、响应低温或缺水基因的启动元件^[33-35]和拟南芥中的RAV1及RAV2蛋白^[36]；FmPLT5A也可能参与上述3种DNA的结合方式。从进化关系上分析，FmPLT5A与家族内成员FmPLT5进化关系最近，与AtPLT5同属一个亚支，本文推测FmPLT5与FmPLT5A之间可能存在功能冗余或是协同发挥作用的情况。

FmPLTs在30 d龄水曲柳幼苗不同组织中的相对表达水平显示，大部分成员在根中表达量最高，在叶中表达量最少，这与本实验室前期研究结果一致^[23]。除此之外，FmPLT2/4在茎中表达量也较高，说明其可能在茎中参与芽的再生或是其他在茎中的相关过程。在种子萌发过程中，FmPLTs整体均在第3 ~ 8天时出现高表达，在第4、5天出现第一个表达峰值，而此时的萌发种子正处于子叶变绿、下胚轴开始伸长的关键节点，表达峰值与这一时期的重合很可能说明FmPLTs高度参与该过程的建成。另外类似的功能在其他植物研究中也有所体现，例如拟南芥的plt3/plt4突变体出现种子发育畸形，plt1/plt2突变体出现幼苗无根，plt2-plt4双突变体无法完成种子早期发育等^{[1, 3, 7]}。结合来看，FmPLTs在种子萌发及幼苗生长过程中可能充当主要调节因子。

PLT作为正向调控植物发育及器官建成的转录因子被不断深入研究，但作为AP2/ERF超家族的分支，其如何响应或参与非生物胁迫耐受性的调控尚未清晰。本文的初步研究结果显示，FmPLTs大部分成员在非生物胁迫处理后24 h产生表达高峰，随后表达量随时间下调至对照以下；这说明这些成员针对胁迫的响应是短时的，并且它们可能作为某个通路的信使来传递胁迫和防御信号。其中，FmPLT2/3/4/4A/5A/9这6个成员在低温、高盐和干旱处理中的表达量显著上调，说明这6个成员正向参与了这3种胁迫下的植物响应机制。而在盐碱胁迫处理中，FmPLT5/5A/7/9并分别在1、24、48和3 h产生表达高峰，说明这4个成员参与盐碱胁迫下水曲柳的响应过程。虽然本文说明了FmPLTs能够受到非生物胁迫的诱导产生差异表达，但FmPLTs如何参与某一具体响应和防御进程还需要进一步的验证及研究。

植物在受到胁迫时，通过升高体内ABA激素水平进行抗逆的途径已充分报道^[37]，而在激素处理中，FmPLTs响应ABA信号并显著上调表达，这与水稻的研究结果一致^[38]；同时结合前文非生物胁迫下的FmPLTs表达情况，我们认为FmPLTs通过响应ABA激素信号来间接响应其所受到的非生物胁迫信号。另外，FmPLTs能高水平的响应外源MeJA信号的处理，MeJA作为与损伤相关的植物激素和信号分子，外源应用能够激发防御植物基因的表达^[39]；这进一步说明FmPLTs极有可能在植物的化学防御中发挥着重要作用。而FmPLTs在SA和GA₃信号处理下仅有个别成员显著响应，说明其可能不参与相关机制的响应。

在拟南芥中，PLT响应高水平生长素的积累而转录^[9]；在水稻中，外源生长素的施加会诱导PLT蛋白的表达升高^[38]。在本研究中，FmPLT2在IAA处理下显著上调表达，而其他成员则无明显响应。在拟南芥的研究中发现PLT2蛋白或PLT2转录本可迁移至相邻细胞并产生正常发挥功能的PLT2蛋白质，且PLT2在细胞间的移动有助于控制分生组织的大小^[9]；而在水曲柳当中，我们可以推测高浓度生长素诱导FmPLT2的表达，并且它可能也存在迁移途径并以此控制分生组织范围；但具体的机制还需要进一步探索和实验。

综上所述，FmPLTs家族作为AP2超家族的亚支，能够参与植物的发育及器官建成、响应植物激素信号，同时积极参与植物非生物胁迫耐受性的调控，包括低温、高盐和干旱胁迫等，FmPLTs参与广泛的生物学功能对于水曲柳遗传改良和树木适应机制的揭示均具有重要意义。而在水曲柳中，FmPLTs家族在植物生长发育以及逆境下的具体功能与机制仍有待进一步的研究。