为应对干旱环境,植物进化出了一套复杂的调控机制。因此,深入了解植物是如何响应干旱胁迫及分子机理尤为重要。长链非编码RNA（long noncoding RNA,lnc RNA）广泛分布于植物基因组中,但关于lnc RNA在木本植物中的抗逆调控机制研究相对较少。本研究鉴定的一个受干旱诱导的lnc RNA,命名为lncW20,提示其可能参与白桦（Betula platyphylla）的抗旱调控。分析lncW20在白桦耐干旱胁迫的调控机制。结果如下所示:1.lncW20的全长克隆和表达模式分析lncW20位于白桦的8号染色体,是全长为1953 bp的内含子型lnc RNA,没有编码较长氨基酸的开放阅读框。lncW20的表达被Na Cl、ABA、JA和干旱胁迫所诱导,尤其是在干旱胁迫下lncW20的表达被高度诱导。通过对lncW20启动子转基因白桦进行4%PEG6000模拟的干旱胁迫的GUS染色分析发现,干旱胁迫后lncW20主要在根部、幼叶和顶芽被诱导表达。核质分离及RT-qPCR验证lncW20主要在细胞核富集。2.lncW20提高白桦干旱胁迫的耐受性培育获得12个lncW20过表达（lncW20-OE）白桦转基因株系,CRISPR/Cas9技术获得突变体（lncw20#）白桦转基因株系10个。对3个表达量最高的过表达株系（lncW20-OE5、lncW20-OE7和lncW20-OE8）和3个二级结构显著改变的突变体植株（lncw20#-1、lncw20#-2、lncw20#-5）及野生型白桦进行表型观察和生物量测定。发现lncW20-OE植株根系发达、侧根较多,并且在干旱条件下有同样表型。然而,突变体植株的根系长势弱,侧根稀疏。生理指标测定发现lncW20-OE植株抗干旱胁迫能力较高,lncW20能够通过提高根系CAT和POD酶活性来降低膜质过氧化程度和H2O2的积累。与之相反,突变体则表现出对干旱胁迫敏感。3.BpMYB73正调控lncW20的表达利用酵母单杂交技术,筛出lncW20可能的上游调控基因BpMYB73。通过Ch IP和EMSA实验验证BpMYB73可以直接和lncW20启动子上的MBS和ABRE元件结合。通过双荧光素酶实验证明BpMYB73可以促进lncW20转录。RT-qPCR实验结果显示BpMYB73过表达转基因植株中lncW20的表达量显著升高。说明BpMYB73可以直接结合lncW20启动子正向调控lncW20表达。4.BpMYB73正向调节白桦干旱胁迫的耐受性BpMYB73的CDS序列长度为933 bp,编码310个氨基酸。BpMYB73定位在细胞核。N端有典型的R2R3结构域,转录激活实验分析表明其转录激活域在C端（193-310aa）。BpMYB73在根和叶的表达被干旱胁迫显著诱导。进一步研究发现BpMYB73-OE可以促进植物根部的生长,增加其根部的生物量,并且在胁迫条件下愈加明显。而CRISPR/Cas9技术获得的突变体的植株（bpmyb73#）则表现出对干旱胁迫较差的耐受性,其根部CAT和POD酶活性降低,引起的脂膜过氧化程度和H2O2的积累都显著增加相比较于野生型。而BpMYB73-OE的抗旱能力相对于野生型则较强。BpMYB73可以提高白桦的抗旱性。5.BpMYB73和BpWRKY7相互作用酵母双杂交鉴定到3个蛋白可以和BpMYB73互作,分别是Bp PLY4脱落酸受体蛋白、苯丙氨酸解氨酶Bp PAL1和BpWRKY7转录因子。随后通过Bi FC、GST pull-down及烟草瞬时转录激活实验证实BpMYB73可以和BpWRKY7相互做用形成异源二聚体促进lncW20转录。6.lncW20靶基因的筛选鉴定通过ChIRP-seq技术对lncW20进行亲和DNA序列的捕获。结果显示结合位点主要在启动子区。在启动子区域富集的基因中,有11个基因可能参与非生物胁迫,它们可能被lncW20调控。通过RT-qPCR对11个基因表达量研究,发现8个基因的表达显著上调,其中包含过氧化物酶（Bp POD59）、细胞色素P450单加氧酶（Bp CYP76G1）基因。双荧光素酶实验证明lncW20能够诱导Bp POD59和Bp CYP76G1的转录,表明lncW20通过结合Bp POD59和Bp CYP76G1基因的启动子来调控促进其表达,进而减少体内H2O2的积累从而提高白桦的抗旱性。综上所述,在干旱环境下,BpMYB73和BpWRKY7互作形成的异源二聚体能结合lncW20启动子并促进lncW20表达。同时lncW20通过结合Bp POD59和Bp CYP76G1启动子正向调控其表达,提高白桦根部抗氧化能力进而提高白桦的抗旱性。