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中国是世界上第一苹果生产大国。黄土高原苹果产区频繁发生的干旱对苹果产业健康发展造成了很大威胁。本研究综合评价了苹果乔化砧新疆野苹果和矮化砧R3两种苹果砧木的抗旱性,从干旱下新疆野苹果的转录组中筛选到两个非典型R2R3 MYB转录因子:MdMYB88和MdMYB124(简写为MdMYB88/124),并深入分析了MdMYB88/124转录因子在苹果根系抗旱中的作用。主要包括以下几部分内容:1.比较了长期干旱条件下新疆野苹果与R3两种常用砧木的根系形态。结果表明,在长期干旱条件下,新疆野苹果的根干重、根冠比、根系总长度、根系总表面积、根系总体积比R3更高。长期干旱下,新疆野苹果根系中导管孔径也大于R3,这导致长期干旱下新疆野苹果根系导水率较R3更高。这些差异表明新疆野苹果根系较R3有更强的耐旱性。2.对新疆野苹果根系进行了转录组分析,发现了一系列响应干旱胁迫并调控新疆野苹果根系的基因。研究发现,在干旱条件下,差异基因主要参与激素的转录调控、信号传导、生物合成以及氧化应激等生物学过程。相应地,干旱下新疆野苹果根系中过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性较高,脱落酸(ABA)含量较高,而生长素含量较低。3.在新疆野苹果根系转录组结果中发现MdMYB88/124转录因子受干旱诱导,利用MdMYB88/124转基因苹果株系系统地分析了MdMYB88/124在苹果根系抗旱中的作用机制。在苹果根系中,干旱胁迫激活MdMYB88和MdMYB124的表达,之后MdMYB88/124直接结合到MdVND6(Vascular Related NAC-domain Protein 6)和MdMYB46的启动子上,诱导MdVND6和MdMYB46的表达。MdMYB46的表达水平上升,刺激植物分化产生更多导管,增强导水率从而提高抗旱性。MdMYB46表达水平上升也激活了下游纤维素与木质素合成相关的基因,进而增强了纤维素与木质素的沉积,最终增强苹果根系的抗旱性。4.长期干旱胁迫下MdMYB88/124在苹果根系中调控苯丙烷相关代谢途径。MdMYB88/124在苹果根系中通过直接调控MdCM2的表达与间接调控其它MdCMs的表达,影响苹果根中分支酸变位酶的活力,导致苹果根系中苯丙氨酸的含量发生变化,从而影响一系列苯丙氨酸下游的苯丙烷类、黄酮类和类黄酮类代谢物的含量以及相关基因的表达,并可能与苹果根系的抗病性有关。