扩展蛋白（AsEXP1）为细胞壁的组成成分，其功能是疏松细胞壁纤维素与半纤维素之间的连接，增加细胞壁的柔韧性，提高细胞对逆境胁迫下的适应能力。研究发现，AsEXP1基因存在于所有草坪草品种基因组中，但在植物正常生长条件下不表达，而经高温诱导处理后，AsEXP1基因在耐热草坪草品种中强势表达，在不耐热草坪草品种中不表达，显示出极大的相关性。进一步研究还显示，该基因具有抵御干旱胁迫的能力。本研究拟克隆这一基因及其启动子，分析启动子的核心调控元件，筛选调控基因的转录因子，分析扩展蛋白基因表达调控的过程，探讨扩展蛋白抵御逆境胁迫的信号传导网络，为深入利用该基因进行基因工程育种奠定基础。

本研究分析了高温环境下剪股颖品种AsExp1基因的应答表达情况，发现基因主要集中于叶片表达，并且高温处理4个小时后即达到表达高峰。以剪股颖、早熟禾、羊茅等3个常用草坪草属品种为材料，克隆了AsEXP1基因的全长片段。序列分析表明,所有种属中基因大小接近，均由3个外显子组成；同属品种间遗传距离小于不同属品种间遗传距离，具有明显的种属特征。据此设计出3对特异引物，可以有效地鉴别剪股颖属、早熟禾属和羊茅属材料。进一步将克隆的A4（剪股颖属）品种AsEXP1基因转化烟草，将转基因株系高温处理后，转基因株系从形态、生理生化指标及细胞学分析均比野生型表现出明显的抗热特征。同时，对调控该基因表达的启动子序列进行了克隆和功能分析，获得了基因上游962 bp的片段。序列分析显示，该区段包含启动子基本的组成元件以及抗逆性相关元件、激素调控元件等。利用激素处理草坪草品种，对照样本中没有AsEXP1 基因的表达，而GA、ABA处理的样本中有显著的基因表达，表明该基因受这两类激素的诱导表达。利用基因转化技术，发现该片段在高温环境下能诱导GUS基因的表达，具有明显的热诱导启动活性；功能区段分析显示，该片段小至200bp后扔具有启动活性。本项目研究首次确认了扩展蛋白家族具有抗热功能，拓展了扩展蛋白的功能范围，为抗热理论研究提供了一个新的思路，也为抗热基因工程育种提供了重要的基因资源。本项目研究进展顺利，完成了预期的各项指标。