我国水资源严重短缺，干旱灾害日益严重，已经成为制约农业和社会发展的重要因素。发展节水农业，提高有限水资源的利用效率，是缓解水资源危机，实现农业可持续发展的必由之路。加强作物抗旱与高效用水机理的研究，发掘植物抗旱节水基因资源，增强作物自身的水分利用效率和抗旱性潜力，是生物性节水技术开发的核心目标。磷脂酶D（Phospholipase D，PLD），是植物中存在的一类重要的跨膜信号转导酶类，参与植株的生物与非生物逆境胁迫反应。本研究利用农杆菌介导法将PLD1基因的超表达载体和RNA干涉载体转化入84k杨（银白杨×腺毛杨），通过对转基因株系进行PCR检测及Southern blot分析，证明目的基因片段已经整合到84K杨的染色体中，成功获得PLD1基因超表达（OE）植株以及PLD1基因RNA干涉（RNAi）植株。将OE型植株、RNAi型植株及野生型（WT）植株三种材料在温室中利用盆栽实验，进行水分胁迫处理和表型抗旱性鉴定。结果发现，与WT相比，OE型植株抗旱性较提高，RNAi型植株抗旱性则下降，表明PLD1基因对植物的抗旱性有正调节作用。在水分胁迫处理后对三种基因型植株的渗透调节能力、气孔调节特性、细胞膜脂质组和信号离子流速进行测定，分析PLD1基因调控植物抗旱性的作用途径，主要结果如下：（1）水分胁迫处理后，三种基因型之间饱和渗透势与渗透调节能力没有显著差异，表明PLD1基因不是通过参与植物的渗透调节途径提高植株的抗旱性。（2）水分胁迫条件下，与WT相比，OE型植株的气孔导度下降幅度较大，蒸腾失水速率减小，RNAi型植株气孔导度下降幅度较小，蒸腾失水速率高。这一结果表明，PLD1基因通过参与水分胁迫条件下的气孔调节作用影响植物的抗旱性。（3）利用非损伤微测技术检测三种基因型植株根部分生区域Ca²⁺、H⁺、K⁺三种信号离子的流速，发现水分胁迫条件下，OE型植株的Ca²⁺流速明显高于RNAi型植株，同时OE型植株H⁺的内流流速也大于RNAi型植株，进一步证明PLD1基因参与干旱信号的转导途径。通过本研究，可以初步推定植物中存在这一信号转导途径：胞外水分胁迫信号—跨膜信号转导酶PLD1—Ca²⁺—气孔调节—调控抗旱性。抑制PLD1的表达，使其参与的信号转导途径部分受阻，气孔调节受到抑制，导致蒸腾失水量大，植株抗旱性减弱。（4）在水分胁迫条件下三种基因型细胞膜脂质组学分析发现，PLD1酶在活体条件下优先水解PC，导致OE型植株中PC含量较RNAi型植株显著降低，PA含量则明显提高,这种脂质组成变化不利于细胞膜的稳定性。但是，从植株生长量、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率的变化来看，超表达PLD1增强了植株的抗旱性。PLD酶兼具脂质降解和信号转导双重功能。这一结果表明，在水分胁迫条件下，PLD1酶的信号转导功能发挥主导作用。