油菜素甾醇(Brassinosteroids,BR)又被称作芸薹素内酯,是近几十年来才被确认的植物激素,虽然在植物体内的含量较低,但在调控植物发育和形态建成中发挥重要作用。BR作为一种甾醇类植物内源激素在植物生长发育、维管系统分化、细胞分裂等方面发挥重要的LBH589细胞培养调节作用,由于其生理生化活性远超过现有的五种激素(生长素、赤霉素、细胞分裂素、乙烯、脱落酸),已被国际上誉为第六激素。不仅如此,已有大量研究证明BR还在植物响应生物与非生物胁迫的过程中发挥重要作用。BR的合成和信号传导途径是一个极为复杂的过程,在BR的合成中存在早期和晚期途径,分别是C-22氧化途径、C-6氧化途径以及他们之间构成的组合途径,在整个C-6氧化途径中CYP85A作为重要的基因参与BR的生物合成过程,同时对BR的活性起到了极为重要的作用。目前,已有研究证明外源油菜素内酯处理后作物对各种环境胁迫,如热胁迫、冷胁迫、干旱等的耐受性均会有较大幅度提高,但在内源增加BR对逆境胁迫的耐受性方面研究匮乏。为此,本研究以番茄为实验材料,通过创制过表达BR合成基因CYP85A转基因番茄,探究内源增加BR在植物响应逆境胁迫中的作用。首先,我们以“Money Maker”野生型番茄cDNA为模板扩增得到番茄SlCYP85A基因;随后借助农杆菌介导转化法获得SlCYP85A过表达株系,后根据上调表达量的不同选择L4和L18两个转基因株系做为深入研究SlCYP85A功能的实验材料;我们将选择的L4和L18株系及野生型番茄(WT)栽植后分别进行盐处理和干旱处理,并通过对处理后不同基因型番茄株系生物量、离子含量、活性氧相关生理指标及活性氧相关基因表达量进行分析,具体的研究结果如下:1、通过构建SlCYP85A过表达载体借助番茄遗传转化体系获得SlCPY85A过表达番茄株系,并根据表达量差异筛选出来L4和L18两个番茄转基因株系。2、通过愈伤组织培养,继代以及实生苗栽培等方式将获得大批量的转基因植株。3、以生长周期一致的SlCPY85A过表达转基因植株与野生型植株为实验材料,开展自然脱水干旱处理与200 m M氯化钠模拟的盐处理,并对处理8 d植株叶片中的离子含量测定,活性氧相关指标测定及活性氧相关基因的表达量进行了分析。4、研究结果发现,相比于野生型植株,SlCPY85A过表达转基因植株L4与L18抗逆性增强,说明番茄SlCPY85A具有增强植株对逆境胁迫的耐受性的生物学功能。BR合成后需要通过复杂有序的信号传导途径调控植物生长发育。BR信号传导中通过植物细胞表面的BR受体感受到外界刺激,随后通过内部信号转导机制影响细胞的生理生化过程。在BR传导通路末端存在着一类极为重要的转录因子即BES1,其对BR信号传导起着至关重要的作用。目前,在草本植物中BR的信号传导途径基本明确;而在木本植物中BR信号传导通路不够完善,为此,本研究将以木本植物模式物种杨树为实验材料,探究PtBES1类基因在杨树生长发育过程中的作用。本研究首先通过本地BLAST和HMM两种手段从杨树的全基因组库中鉴定并筛选出14个杨树PtBES1基因,并对基因家族成员进行了生物信息学分析,对基因结构、保守motif及启动子元件展开分析;基于拟南芥中关于BES1基因家族中BEH3负调控维管组织发育的研究基础,本研究对杨树BEH3类基因进行不同组织的表达分析;结合外源BR处理后杨树茎与叶中PtBES1成员表达分析,发现PtBEH3b,PtBEH3c响应BR处理;为进一步探究PtBEH3b,PtBEH3c在杨树生长发育中的功能,本文以PtBEH3b,PtBEH3c为目标探究杨树BEH3类基因在杨树生长发育中的功能,具体研究结果如下:1、经鉴定杨树全基因组数据库中共含有14个PtBES1基因,根据其PEG300作用蛋白结构的相似性以及系统的发育关系将其分成四个亚家族,与此同时,通过保守motif与基因结构分析发现各亚家族基因的motif与基因结构信息相对保守。2、在外源BR处理后分析PtBES1基因表达变化,发现大部分PtBES1基因的表达水平发生变化,其中PtBEH3b和PtBEH3c基因表达量变化最为剧烈,为此,本研究选择PtBEH3b和PtBEH3c展开深入研究。3、通过烟草瞬时转化实验分析PtBEH3b和PtBEH3c亚细胞定位情况,发现PtBEH3b和PtBEH3c均定位于细胞核内并证实了其转录因子的身份。4、创制PtBEH3b和PtBEH3c过表达杨树植株;并构peptidoglycan biosynthesis建了基因编辑载体。5、酵母双杂交筛库实验分析,我们推测PtBEH3b与PtBEH3c可能通过与木材发育中关键基因相互作用共同调控木材形成过程。