杨树是我国营造人工林的主要树种之一,具有重要的经济价值和生态效益。但相对于其他树种而言,杨树属于高耗水树种,在水资源贫乏的干旱及半干旱地区大规模栽植杨树人工林,不仅树木成活率低,而且可能会加剧地区水资源的短缺。因此培育强抗旱性与高效水分利用效率兼得的杨树新品种,是保障我国人工林营造、保障生态安全亟待解决的问题。气孔是植物与外界环境进行气体交换和水分散失的通道,通过调节气孔运动,优化蒸腾速率和光合速率,对提高杨树的抗旱性和水分利用效率具有重要意义。本研究从Populus alba x Populus glandulosa（俗称84K）杨树叶片中克隆得到气孔开度调控基因PagHCF06,分析了该基因在不同组织和逆境胁迫下的表达模式;通过PagHCF06基因启动子不同缺失片段驱动GUS报告基因的表达,分析了PagHCF06基因启动子的活性区域;通过培育转PagHCF06基因的拟南芥及CRISPR-Cas9靶向编辑PagHCF06基因启动子的杨树突变株系,分析了PagHCF06基因在调控气孔开度和抗旱性上的作用机制。主要结果如下:1.PagHCF106基因的克隆与表达模式分析（1）PagHCF106的CDS序列全长792 bp,编码251个氨基酸;（2）进化树分析结果表明,杨树PagHCF106与其他物种的HCF106在进化上具有保守性,与拟南芥HCF106来源于同一个分支节点,两者都含有Mtt＿hcf106超家族结构域。这些信息表明,PagHCF106在功能上可能存在保守性。（3）利用实时荧光定量PCR分析PagHCF106基因的组织特异性和不同胁迫诱导下的表达模式。结果显示,PagHCF106基因在成熟叶和韧皮部表达量较高;此外,叶片PagHCF106表达量受水杨酸（salicylic acid,SA）和甲基紫精（methyl viologen,MV）和干旱胁迫强烈诱导,但在脱落酸（abscisic acid,ABA）胁迫下变化不显著。（4）亚细胞定位结果显示,PagHCF106主要定位于叶绿体。2.PagHCF106基因对拟南芥生长及抗旱性的影响（1）通过浸花法培育在hcf4突变体中过表达PagHCF106基因的拟南芥回补株系（记作c-ox株系）,经卡方测验、基因组PCR和q RT-PCR筛选共获得17个T3代阳性纯合株系。（2）通过干旱预实验,选取其中具有代表性的株系c-ox-7、c-ox-10、c-ox-14做后续研究。（3）hcf4突变体的气孔开度最小,回转株系c-ox-7、c-ox-10与c-ox-14的气孔开度与野生型Col-0相似,而突变体的光合速率、蒸腾速率以及气孔导度显著降低,但是突变体、野生型、回转株系3者45天后的生物量相差不大。（4）对突变体、野生型、回转株系进行干旱胁迫处理发现,在干旱胁迫下,回转株系与野生型的萎蔫程度、受到的氧化伤害程度基本相似,而相对于hcf4突变体受胁迫程度较为严重。同时回转株系离体叶片的水分散失速率也高于突变体,与气孔开度呈现正相关关系。3.PagHCF106基因启动子的克隆及活性分析（1）通过染色体步移及PCR技术从84K杨树叶片中克隆得到PagHCF106基因的启动子序列,全长1527 bp。（2）通过Plant CARE在线软件分析发现,该启动子含有大量光响应元件及激素和非生物胁迫响应元件。（3）通过对启动子进行截短分析,构建不同长度的启动子片段驱动GUS报告基因的植物表达载体,对本氏烟草叶片进行瞬时转化,经过GUS染色及β-糖苷酶活性测定发现,PagHCF106基因启动子活性区域主要位于上游-380 bp以内的区域。4.PagHCF106基因对杨树气孔开度及抗旱性的影响（1）通过酶切连接及重叠PCR技术,构建基于CRISPR/Cas9介导PagHCF106基因启动子（-380 bp内的）的靶向编辑载体（同时对两个位点进行编辑）。（2）通过农杆菌介导杨树茎段的遗传转化,培育基因编辑杨树突变株系。通过基因组PCR和测序鉴定,获得启动子靶向编辑杨树株系（记为CS株系）17株,通过扫描电镜发现,基因编辑株系的气孔开度普遍低于野生型,随后选取具有代表性的CS-2、CS-3、CS-8和CS-9进行后续研究。（3）通过测定杨树株系光合速率与水分利用效率发现,基因编辑株系的光合速率都有不同程度的降低,但是水分利用效率显著提高。（4）通过测定离体叶片的水分散失速率及保卫细胞H2O2含量发现,CS株系的水分散失速率显著低于野生型,而保卫细胞H2O2含量显著高于野生型。综上,PagHCF106基因与拟南芥HCF106基因在功能上存在保守性,并初步推测PagHCF106调控气孔运动与保卫细胞叶绿体ROS积累相关;通过基因组编辑技术,能有效降低该基因在杨树中的表达量,培育水分利用效率提高的杨树株系。本研究为抗旱节水型杨树品种的培育奠定基础。