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苹果（Malus domestica Borkh.）在我国栽培面积居世界第一,然而干旱和低温严重制约了我国苹果产业的发展,由Valsa mali引起的苹果腐烂病也对苹果生产造成严重的威胁。MRLK（Malectin-like domain containing receptor-like kinases）家族是一类含有Malectin结构域的类受体蛋白激酶家族,FERONIA（FER）作为该家族中研究最多的成员,在植物响应生物和非生物胁迫过程中发挥重要作用。目前对FER功能的研究主要集中在拟南芥上,其在苹果中的功能还不清楚。因此,本研究以‘嘎啦-3’（‘GL-3’）及苹果类受体激酶Md MRLK2过表达苹果植株为试验材料,探究了Md MRLK2在苹果干旱、低温及腐烂病病原菌（V.mali）侵染条件下的功能,主要研究结果如下:1.苹果Md MRLK2响应干旱、低温、ABA及壳聚糖（模拟接菌）等逆境处理。通过基因家族鉴定发现苹果有10个Md MRLKs,其中Md MRLK2与拟南芥FER相距较近,在干旱、低温和腐烂病侵染条件下上调表达。组织表达分析发现,Md MRLK2在苹果花和叶芽中高表达,该基因编码的蛋白定位于细胞膜,其激酶结构域高度保守。2.Md MRLK2能够提高能量代谢水平并促进游离氨基酸的积累增强苹果的耐旱性。短期干旱条件下,过表达Md MRLK2增强抗氧化酶的活性以降低ROS的积累,减轻了光系统的损伤。通过气孔特性和ABA含量的分析,发现过表达植株中ABA含量显著增加导致气孔开张度减小,从而降低了转基因苹果植株的蒸腾速率。酵母双杂交和Bi FC试验表明Md MRLK2与能量代谢关键酶甘油醛-3-磷酸脱氢酶Md GAPB（Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase）相互作用,这可能有利于提高Md GAPB的蛋白水平及酶活性,使转基因植株保持较高的能量水平。此外,Md MRLK2与半胱氨酸蛋白酶抑制剂Md CYS4（Cystatin 4）相互作用,可能减轻了Md CYS4对半胱氨酸水解酶的抑制,促进了大量游离氨基酸的积累,最终增强了苹果植株的抗旱性。3.Md MRLK2可以提高苹果根系水分利用效率增强苹果植株对长期中度干旱的适应性。长期中度干旱条件下,过表达Md MRLK2苹果植株的株高、茎粗、净光合速率、水分利用效率及生物量积累均高于野生型植株。通过酵母双杂交、Bi FC、Spilt-Luc及Co-IP试验表明Md MRLK2与木质素合成关键酶Md CCR1（Cinnamoyl-Co A reductase 1）存在相互作用,这种相互作用可能导致了过表达植株在长期中度干旱下根系导管密度和木质素含量的增加,从而表现出较高的根系活力、水势和水分利用效率。为了进一步验证Md CCR1对植物根系生长的影响,利用发根农杆菌获得了Md MRLK2 RNAi和Md CCR1 RNAi转基因根系植株,其根系生长在干旱下受到抑制,而通过长期中度干旱以及干旱叠加外源木质素处理,发现木质素处理能够部分恢复长期中度干旱对Md MRLK2 RNAi和Md CCR1 RNAi根系生长的抑制。以上结果表明,过表达Md MRLK2能够增加根系导管密度和木质素含量,提高根系活力和水分利用效率,促进根系生长以增加生物量的积累,从而提高了苹果植株对长期干旱的适应性。4.Md MRLK2能够促进渗透调节物质的积累、花青苷的合成以及维持细胞壁物质的含量增强苹果的耐寒性。低温胁迫条件下,过表达Md MRLK2抑制了多聚半乳糖醛酸酶、果胶裂解酶、果胶酯酶和纤维素酶的活性,保持了细胞壁中水不溶性果胶、木质素、纤维素和半纤维素的含量,较好维持了细胞壁结构物质的含量。同时,转基因植株中可溶性糖和游离氨基酸的含量也明显高于野生型植株,并且光系统损伤也明显轻于野生型植株。更重要的是转基因植株中积累的花青苷含量也明显高于野生型植株,这可能是由于Md MRLK2与调控花青苷合成的MYB转录因子Md MYBPA1相互作用引起的,进一步分析发现,低温下Md MRLK2的确能够促进Md MYBPA1与花青苷关键合成酶基因Md ANS和Md UFGT的启动子结合,从而促进花青苷的积累,提高了苹果植株的耐寒性。5.Md MRLK2抑制植物抗病防御体系和超敏反应（hypersensitive reaction,HR）负调控苹果腐烂病的抗性。V.mali侵染条件下,与野生型相比,转基因苹果植株茎和叶中的ABA水平升高,SA水平降低,而这种激素水平的改变恰好有利于V.mali的侵染,此外,在转基因植株中抗病防御物质酚酸的含量及抗病相关酶苯丙氨酸解氨酶、β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶的活性也保持在较低水平。HR是植物重要的免疫反应,能引起感病部位周围的细胞程序性死亡而限制病原菌侵染,但Md MRLK2能够和超敏反应蛋白Md HIR1（hypersensitive-induced response protein 1）相互作用,这种相互作用能够抑制Md HIR1自身互作介导的HR,从而降低了苹果对腐烂病的抗性。