植物在干旱等胁下会大量合成类黄酮等次生代谢物质,以提高自身抗性。类黄酮包括黄酮醇和花青素等六大类,其中黄酮醇的活性较高。与其他类黄酮不同,黄酮醇在保卫细胞中含量较多,暗示黄酮醇可能通过调节气孔开闭参与植物对干旱的响应过程。黄酮醇由黄酮醇合成酶（FLS）催化合成。实验室前期发现拟南芥中过表达黄酮醇合成酶能提高黄酮醇含量,并且通过促进气孔关闭提高抗旱性;小麦中黄酮醇合成酶基因TaFLS1在干旱胁迫下表达量明显提高,并且小麦渐渗系品种山融3号（SR3）中黄酮醇合成酶基因TaFLS1的表达量及槲皮素含量高于亲本小麦济南177（JN177）,显示出了黄酮醇与小麦抗旱性的密切关系。本论文就这一问题开展研究,获得以下结果。1、控水试验显示,在幼苗期SR3的抗旱能力明显高于JN177。田间试验显示,不同节水条件下SR3的产量和水分利用效率均高于JN177。2、控水试验显示,TaFLS1过表达明显提高幼苗的抗旱能力、水分利用效率和ABA诱导的气孔关闭比例,降低离体叶片失水率,而TaFLS1 RNAi正好相反,表明体内槲皮素富集通过促进气孔关闭提高小麦抗旱能力和水分利用效率。3、植物中黄酮醇主要包括槲皮素和山奈酚。控水试验显示,槲皮素喷施能提高小麦幼苗抗旱能力、水分利用效率和ABA诱导的气孔关闭比例,降低离体叶片失水率,而山奈酚喷施无明显作用。结果表明,槲皮素和山奈酚在抗旱中的作用不同,而槲皮素喷施可以模拟TaFLS1过表达导致的黄酮醇富集的作用。4、多年多点田间试验显示,不同节水条件下TaFLS1过表达及外源槲皮素喷施明显提高小麦的产量和千粒重等产量指标,表明TaFLS1是抗旱分子设计育种的重要候选基因,而槲皮素则在化学农业中具有较强的应用潜力。5、外源槲皮素喷施提高小麦抗旱能力具有剂量效应,200μM以上效果较明显,并且不同浓度的抗旱效果相似。槲皮素的效应与叶片不同水分状态相关,叶片水分充足时槲皮素提高失水率,而失水状态时则降低失水率。槲皮素喷施后36小时可以降低叶片失水率,而60小时后则无明显作用,表明槲皮素喷施的作用只能持续一段时间。