气体植物激素乙烯(ethylene)在整个生活史中调控植物的发育和各种生理过程,同时,乙烯也是植物体响应非生物胁迫的重要信号分子之一。在目前淡水资源匮乏的背景下,土壤干旱是严重制约农作物生长的问题之一,植物体在响应干旱胁迫下的信号分子乙烯的功能及作用的相关研究还很少见。因此,本论文以乙烯信号途径中关键基因的突变体为研究材料,阐明乙烯信号参与拟南芥在PEG模拟的干旱胁迫下应答反应的生理响应,为提高作物的抗旱性提供理论指导依据。本论文的主要研究结果如下：在形态学的观察和测定上,乙烯不敏感突变体ein2-5和ein3-1在PEG胁迫条件下,其莲座叶的生长、地上生物量、叶面积与Col-0和ctrl-1突变体相比显著地受到抑制。4种拟南芥对乙烯信号表达强弱的关系为ctr1-1> Col-0> ein3-1> ein2-5,而在PEG胁迫下相对生长抑制率的大小关系为ein2-5> ein3-1> Col-0> ctrl-1,与乙烯信号强弱的表达正好相反。根长测定的结果表明PEG胁迫能够促进Col-0和ctrl-1的根长生长；乙烯不敏感突变体ein2-5和ein3-1中,其根长在各浓度的PEG的处理下均明显高于对照,但是随PEG浓度的增大根长却相应地减小。乙烯不敏感植株ein2-5和ein3-1,根长的生长虽然在于旱胁迫下表现出增加的趋势,但是高浓度PEG与较低浓度PEG的胁迫相比,对根长生长还有一定的抑制作用。总结以上结果,乙烯信号对PEG胁迫下拟南芥的形态生长具有积极调控的作用。对PEG模拟的干旱胁迫下各生理指标进行测定,野生型拟南芥Col-0和组成型乙烯突变体ctrl-1叶片水势均随PEG浓度增大而降低,而乙烯不敏感突变体ein2-5和ein3-1的水势在PEG胁迫下没有明显的变化；乙烯不敏感突变体ein2-5和ein3-1在高浓度的PEG胁迫处理下,与Col-0和ctrl-1相比较,RWC降低更为明显,Col-0和ctrl-1具有相对较高的保水能力；乙烯不敏感突变体ein2-5和ein3-1中,高浓度的PEG胁迫处理下,MDA含量增加幅度较大,而Col-0和ctrl-1突变体叶片中的MDA含量增加幅度较小。这些结果均说明在响应干旱胁迫的反应中,乙烯信号能够调控植物降低水势来维持一定的细胞渗透压,具有更好地适应干旱胁迫保持细胞水分的能力,使细胞膜损伤的程度大大降低,产生的MDA含量相对较低。乙烯信号在提高植物抗旱性的过程中能够积极地调控渗透调节物质的生成,可溶性糖、游离氨基酸和可溶性蛋白等渗透调节物质的含量在具有乙烯信号的突变体中也明显地积累,说明乙烯信号对植物体提高渗透调节能力,抵御干旱胁迫起到了积极的调控作用。对PEG模拟的干旱胁迫下活性氧和各种抗氧化酶类进行测定,结果乙烯不敏感突变体ein2-5和ein3-1中,ROS在PEG干旱胁迫下积累水平较高,而Col-0和ctrl-1突变体中其水平增加幅度较小,其中SOD、POD、CAT、APX和GR五种抗氧化酶类在调控氧化还原水平上起到了积极的作用。说明乙烯信号响应干旱胁迫,能够更好地激活抗氧化酶类的活性,控制细胞内ROS及H2O2的积累水平,有效控制伴随干旱胁迫的氧化胁迫的发生。