1、楊樹無論在國土綠化、農(nóng)田防護林建設(shè)，還是在工業(yè)用材林建設(shè)方面都占據(jù)著越來越重要的地位，然而，隨著二氧化碳等溫室氣體的大量排放，氣溫上升成為全球氣候變化的主要特征。在各種環(huán)境條件下如高溫、干旱的共同作用下，以楊樹潰瘍病為代表的水分相關(guān)病害的發(fā)生愈加頻繁和嚴重。因此，本文以楊樹潰瘍病發(fā)生的水分生理學(xué)機制為研究對象，擬通過潰瘍病菌處理下，楊樹枝干水力學(xué)特征、可溶性糖含量，楊樹水通道蛋白基因表達比較分析，以及轉(zhuǎn)錄組測序分析，初步揭示楊樹潰瘍病發(fā)

2、生發(fā)展與水力學(xué)機制變化的關(guān)系。主要研究結(jié)果如下:
　　1.潰瘍病菌作用下，楊樹枝干水力學(xué)特征:枝條水導(dǎo)損失率分析表明，潰瘍病菌處理初期楊樹水分運輸功能下降，此后隨著時間延長，楊樹水分疏導(dǎo)功能逐漸得到修復(fù)。潰瘍病菌接種可以顯著降低北京楊葉片水勢，在處理初期(接種后3d、5d)提高楊樹枝條頂端水勢。初步實驗表明，潰瘍病菌接種可能不會顯著改變楊樹枝干木質(zhì)部、韌皮部滲透勢以及根部滲透勢。
　　2.楊樹木質(zhì)部、韌皮部的可溶性糖及淀粉含

3、量:研究結(jié)果顯示潰瘍病菌處理對楊樹枝干木質(zhì)部可溶性糖含量沒有顯著影響，但是可以增加韌皮部可溶性糖含量。潰瘍病菌處理降低木質(zhì)部、韌皮部以及根部淀粉含量的原因不明。另外，本研究結(jié)果還揭示出了可溶性糖在楊樹枝干木質(zhì)部及韌皮部組織中的垂直分布現(xiàn)象。
　　3.通過實時定量PCR方法，檢測楊樹木質(zhì)部、韌皮部水通道蛋白基因的表達活性。結(jié)果表明，PIP基因家族基因在潰瘍病菌脅迫處理的楊樹木質(zhì)部組織整體呈現(xiàn)下調(diào)表達的特征，但也有少數(shù)基因在特定時間顯

4、著上調(diào)表達。如PIP1;5、PIP2;4和PIP2;8在接種第11d表達上調(diào)，其中基因PIP2;8表達量最大，約為對照的13倍。韌皮部薄壁細胞水通道蛋白基因表達特征與木質(zhì)部基因不同，接種第3d部分基因表達受抑制，如PIPI;1，部分基因受病菌誘導(dǎo)，表達上調(diào)，如PIP1;2;所有12個PIPs基因在處理后第7d抑制表達，其中，基因PIP2;8表達量僅為對照的0.22倍;大部分基因第11d時受病菌誘導(dǎo)，表達量增加，其中基因PIP2;2上調(diào)最

5、多，表達量約為對照的7倍。
　　4.干旱-潰瘍病菌毒素相互作用下，北京楊枝干基因表達檢測體系的建立及水通道蛋白活性基因的表達:通過對北京楊管家基因表達穩(wěn)定性的分析，發(fā)現(xiàn)不同管家基因的表達穩(wěn)定性不同，TUB、UBQ、EIF4β-L、CYP、EFIα2表達穩(wěn)定性最高，而ACT2和ACT11穩(wěn)定性最差。通過管家基因的配對穩(wěn)定性分析，確定TUB、EIF4β-L和UBQ為干旱脅迫-潰瘍病菌脅迫下基因表達檢測的最優(yōu)內(nèi)參基因組合。水通道蛋白基因

6、響應(yīng)干旱及潰瘍病菌脅迫的方式并不相同，結(jié)果顯示這兩種脅迫對楊樹水分代謝的影響機制并不相同;干旱-潰瘍病菌雙重作用下，PIP1;1、PIP1;3、PIP1;5、PIP2;4、PIP2;7等5個基因的表達顯著高于干旱、潰瘍病菌兩種脅迫的單獨作用，說明這兩種環(huán)境脅迫對水通道蛋白基因表達具有一定的協(xié)同作用。
　　5.本研究利用HiSeq2500對接種第3d北京楊枝干韌皮部、木質(zhì)部進行高通量轉(zhuǎn)錄組測序分析。每個樣品至少識別出17，919，2

7、20以上的Uniq Mapped reads，206，508個以上的SNP位點以及3，981個以上的可變剪接位點。四個樣品中共發(fā)現(xiàn)新基因104個，其中75個得到功能注釋。生物信息學(xué)分析結(jié)果顯示，真菌處理誘導(dǎo)北京楊韌皮部1，042個基因發(fā)生差異表達，其中618個上調(diào)表達;真菌處理誘導(dǎo)木質(zhì)部2，382個基因發(fā)生差異表達，其中815個上調(diào)表達。通過對差異表達基因的GO富集層次分析，發(fā)現(xiàn)楊樹潰瘍病發(fā)生與葡聚糖外切β-1，3-糖苷酶和β-L-阿拉