杨树（Populus）是世界上分布最广、栽培面积最大的速生用材林树种之一,也是我国北方地区最重要的造林树种。长期以来,杨树遗传改良以追求速生性为主,而忽视其抗逆性,致使其在我国广大的干旱、半干旱地区难以发挥应有作用。利用基因工程开展杨树抗旱品种选育和改良,对干旱、半干旱荒地利用将产生积极作用。本文以转JERF36基因银中杨（P.alba×P.berolinensis）（ABJ01）和非转基因银中杨（9#）为试验材料,通过测定土壤控水干旱胁迫条件下植株生长、叶片解剖结构、光合参数、生理生化指标,和水培PEG模拟干旱胁迫条件下根尖离子流等指标,开展了转基因银中杨的抗旱性评价研究,初步揭示转JERF36基因银中杨抗旱性生理机制,为进一步深入研究转基因植物的抗旱性机理奠定基础,并为转基因杨树的推广应用提供科学依据。主要研究结果如下:1.转JERF36银中杨在干旱胁迫下生长优势明显,叶片栅栏组织发达,其抗旱能力得到提高。干旱胁迫处理的3个时间点上（10 d、20 d、30 d）,ABJ01的苗高、地径均大于9#,中度干旱胁迫处理20 d时,ABJ01的地径显著高于9#,重度干旱胁迫下处理20 d和30 d时,ABJ01的苗高显著高于9#;中度和重度干旱处理30 d时,ABJ01的单叶面积和总干重显著大于9#。中度干旱胁迫处理20 d时,ABJ01的叶片厚度显著高于9#;重度干旱胁迫下,在3个处理时间点上ABJ01的叶片上、下表皮厚度均显著高于9#;中度干旱胁迫处理10 d和30 d时及重度干旱胁迫处理20 d时,ABJ01栅栏组织厚度显著高于9#;中度和重度干旱胁迫处理30 d时,ABJ01的海绵组织厚度显著低于9#。2.干旱胁迫下,转JERF36银中杨较非转基因银中杨具有更强的光合能力、气体交换能力和保水能力,且随着干旱胁迫程度的增加,差异越明显。中度干旱胁迫处理20 d和重度干旱胁迫下3个处理时间点上,ABJ01的净光合速率（Pn）和气孔导度（Gs）均显著高于9#;中度和重度干旱胁迫处理20 d和30 d时,ABJ01的蒸腾速率（Tr）低于9#,ABJ01的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量较9#高,重度干旱胁迫条件下达到显著水平。中度和重度干旱胁迫处理30 d时,ABJ01的Fv/Fm值较9#高,中度胁迫条件下达显著水平,表明ABJ01的光系统受损情况较9#小。3.与非转基因银中杨相比,转JERF36银中杨在干旱胁迫下的渗透调节能力和活性氧清除能力更强。中度和重度干旱胁迫处理20 d和30 d时,ABJ01的脯氨酸（Pro）含量均比9#高,中度干旱胁迫下达到显著水平。中度和重度干旱胁迫条件下,处理20 d和30 d时,ABJ01叶片的超氧化物歧化酶（SOD）活性、过氧化物酶（POD）活性及过氧化氢酶（CAT）活性均高于9#,差异均达显著水平。4.PEG胁迫条件下,转基因株系根系具有更强的K⁺、Ca²⁺吸收能力。PEG胁迫下ABJ01的K⁺外排流速低于9#,10%PEG胁迫下达到显著水平;20%PEG胁迫下,ABJ01的根尖Ca²⁺内流能力显著高于9#。20%PEG胁迫下ABJ01的根中K元素显著高于9#,10%和20%PEG胁迫下ABJ01的根系能够积累更多的Ca元素。总体上,转基因银中杨在干旱胁迫下生长优势明显。其抗旱生理机制主要体现在通过增加栅栏组织厚度、降低海绵组织厚度、提高渗透调节和活性氧清除能力,减少蒸腾等响应来提高其干旱胁迫适应能力,同时转基因银中杨在干旱胁迫下Pn以及气体交换能力得到有效提高,维持快速生长的能力。另外,外源基因JERF36的导入能够增加转基因银中杨根尖胞质Ca²⁺内流,减少K⁺的损失,维持根尖较高的Ca²⁺、K⁺水平,以增强转基因银中杨的渗透调节能力和吸水能力,来增强转基因银中杨的对干旱胁迫的耐受能力,从而提高转基因银中杨的抗旱能力。