逆境胁迫已然成为限制植物产量的重要环境因子,对于需要消耗大量水分来满足迅速生长的植物例如杨树尤为如此。脱落酸(ABA)是一种植物中重要的激素,它可以正向调控植物种子萌发和抵御干旱等等胁迫。模式植物拟南芥中类似有pyrabactin抵抗力(PYR1)的ABA受体家族已被鉴定和广泛研究。然而,在杨树中的同源基因具体有什么功能还未知。在此,我们探究了杨树中14个AtPYR1同源基因(PtPYRLs)其中的两个具有代表性的基因PtPYRL1和PtPYRL5的功能,发现它们是ABA信号转导中的正向调控因子。通过拟南芥原生质体瞬时表达和酵母双杂交系统证明了 PtPYRL1和PtPYRL5分别与蛋白磷酸酶2C类的A组以及蛋白磷酸酶2C类的A组与蛋白激酶SnRK2存在相互作用,揭示出杨树中也存在类似于拟南芥ABA信号通路的核心复合体。PtPYRL1和PtPYRL5转基因拟南芥表型分析表明这两个基因在种子萌发过程中正向调控ABA的应激响应。更重要的是在转基因植株中过表达PtPYRL1和PtPYRL5可以显著增强对ABA的敏感性和植株的抗旱能力。因此,我们发现对于应用到转基因工程来产生抗旱植物的基因,PtPYRL1和PtPYRL5可能是比较好的研究对象。过量表达ABA受体基因显著提高转基因植株的抗旱性已在其他植物中得到证实,说明过量表达该基因在植物的抗旱性中起着重要的作用。杨树是我国最重要的用材树种之一,大多数杨树均属非抗逆性品种,提高其优质抗逆性对我国经济、环境和社会的发展具有重要的现实意义。过量表达ABA受体蛋白基因提高转基因植株抗逆性的研究主要集中在草本和灌木中,而对乔木树种的研究甚少。首先我们研究了杨树潜在的ABA受体基因在不同与ABA信号相关的条件处理下(ABA、干旱和低温)的表达情况,发现在ABA处理情况下,大部分基因表达下调(包括PtPYRL1和PtPYRL5),与拟南芥中ABA诱导表达情况类似;而在干旱和低温处理下,大部分基因受到诱导而表达上调(包括PtPYRL1和PtPYRL5);在低温处理下随着时间的延长,大部分基因表达下调。为提高杂交杨树山新杨Populus davidiana × Populus bolleana的坑逆性,本课题组采用根癌农杆菌介导法,已经成功将杨树Populus trichocarpa ABA受体基因PtPYRL1和PtPYRL5转入其中,并证实已获得转基因植株。本研究以山新杨Populus davidiana × populus bolleana 非转基因(WT)和转 PtPYRL1 或PtPYRL5基因植株为材料,用实验室环境人工模拟自然条件下的干旱、高渗透势和冷害情形,分析不同条件对WT和转基因植株生长和生理的影响,试图获得具有抗逆性较强的杨树无性系,为其生产推广提供理论依据和实践指导,力图产生更大的经济,环境和社会效益。