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在所有的生物和非生物胁迫中,干旱是造成年产量损失最大的胁迫之一,过去的十年里,全球因干旱造成的作物产量损失总计300亿美元。干旱能够影响植物生长发育的各个过程,从而影响作物的产量和品质。盐胁迫影响植物产生渗透、离子和氧化胁迫,使植物生长发育迟缓和作物减产。多巴胺（dopamine）在植物中调控很多生理过程,且在植物抵抗逆境中有重要的作用。酪氨酸脱羧酶（Tyrosine decarboxylase,Ty DC,EC 4.1.1.28）在高等植物中的次生代谢反应中起着重要的作用,但是关于Ty DC在植物逆境中的研究很少。本研究通过根癌农杆菌和发根农杆菌技术,获得了MdTyDC与MdbHLH93的苹果转基因材料,并对其功能和相关调控机理进行了研究,主要研究结果如下:1.从‘金冠’中克隆了MdTyDC基因,以GL-3苹果为材料,通过遗传转化技术获得了过表达转基因苹果苗,通过移栽生根后,对其进行了长期中度干旱处理。过表达MdTyDC提高了转基因植株中多巴胺的含量。测定了干旱胁迫下苹果植株的相关的生理指标,结果表明,在干旱胁迫下,与野生型（WT）相比,过表达MdTyDC提高了苹果植株生长参数、净光合速率（Pn）和荧光值（Fv/Fm）。在长期中度干旱条件下,过表达株系具有更高的WUE、ABA含量,并且气孔开张度较低。过表达株系在长期中度干旱中氨基酸含量上升（如脯氨酸、苯丙氨酸和赖氨酸含量）。同时,过表达株系中的抗氧化物酶活性显著高于WT,而ROS含量较低。以上结果表明,过表达MdTyDC能够通过提高内源多巴胺含量,保持较高的光合能力、WUE、抗氧化物酶活性并增加了氨基酸含量,从而提高了苹果的抗旱性。2.以MdTyDC过表达苹果幼苗和过表达/干扰苹果‘王林’愈伤组织为试材,研究了MdTyDC在盐胁迫中的调控功能。试验结果表明,过表达MdTyDC提高了苹果叶片和愈伤组织中多巴胺的含量,而愈伤组织干扰株系中的多巴胺含量低于WT。在150 m M盐胁迫下,与WT相比,苹果过表达MdTyDC（OE）能够提高株高、茎粗等生长指标,过表达株系有较高的光合能力和叶绿素含量。与WT相比,过表达株系有较少的H2O2和O2.-含量,DAB和NBT染色也验证了这一结果。同时,MdTyDC过表达植株在盐胁迫下具有更高的抗氧化物酶的活性。与WT相比,过表达MdTyDC叶片和根系中积累了较低的钠离子含量和较高的钾离子含量。另外,调节离子平衡相关基因在过表达株系中显著上调且高于WT。对MdTyDC过表达和干扰的愈伤组织进行了盐胁迫处理,试验结果表明,过表达MdTyDC能够提高苹果愈伤组织的鲜重和脯氨酸含量,降低了丙二醛的含量。而干扰的愈伤组织中却有较低的鲜重和脯氨酸含量以及较高的丙二醛含量。以上结果表明,过表达MdTyDC能够提高苹果多巴胺含量,提高了植株的抗氧化能力,并且维持钠离子和钾离子的平衡,从而提高了苹果植株的耐盐性。3.转录因子MdbHLH93能够正向调控MdTyDC对干旱胁迫的响应。对MdTyDC启动子序列进行预测发现,有3个E-box的结合位点,而E-Box顺式作用元件是转录因子b HLH的结合位点。对包含E-box顺式作用元件的启动子序列为诱饵进行酵母单杂交筛选,筛到了潜在的E-box结合蛋白b HLH转录因子MdbHLH93。通过酵母单杂交（Yeast one-hybrid）、凝胶迁移率实验（Electrophoretic Mobility Shift Assay,EMSA）和萤光素酶（Luciferase）活性实验证明了MdbHLH93能够结合在MdTyDC启动子的E-box元件上。4.过表达MdbHLH93或MdTyDC能够提高转基因植株的抗旱性。通过分别构建MdbHLH93和MdTyDC的过表达和干扰载体,用发根农杆菌法侵染GL-3,用获得的转基因根系进行了短期干旱处理。试验结果表明:与WT相比,过表达MdbHLH93和MdTyDC均能提高苹果的抗旱性,主要体现在过表达植株有较好的根系生长构型指标（如总根长、表面积等）和根系活力,同时地上部有较高的Pn和Fv/Fm值。与此相反,MdbHLH93和MdTyDC干扰株系与WT相比,根系生长指标差,且地上部分生长指标也低于WT,抗旱能力低于WT。基于MdTyDC过表达的稳转转基因苗,本研究用发根农杆菌法将MdbHLH93在MdTyDC-OE株系根系中过表达,获得了MdbHLH93-OE/MdTyDC-OE共转的转基因根系。短期干旱处理后,与WT和MdTyDC过表达株系相比,MdbHLH93-OE/MdTyDC-OE共转苹果植株的抗旱能力更强,主要表现在根系生长指标较好,叶片的Pn和Fv/Fm更高。对转基因株系中的多巴胺含量进行检测,发现MdbHLH93-OE/MdTyDC-OE共转的转基因植株根系中的多巴胺含量高于MdTyDC过表达植株（约1.5倍）,且显著高于WT（约4倍）;MdbHLH93-OE/MdTyDC-OE共转的植株中MdTyDC表达量也显著高于MdTyDC过表达的株系和WT,其中,WT中MdTyDC的表达量最低。另外,MdbHLH93-OE/MdTyDC-OE共转的植株根系在干旱中的ROS含量较低,抗氧化物酶活性显著高于WT。与WT相比,MdTyDC-OE和MdbHLH93-OE/MdTyDC-OE共转转基因植株在干旱中维持了较高的渗透物质含量,尤其是脯氨酸含量。与WT相比,MdTyDC过表达植株根系中的IAA含量在短期干旱中维持了较高的水平,而以MdbHLH93-OE/MdTyDC-OE共转的根系中的IAA含量最高。短期干旱处理后,MdbHLH93-OE/MdTyDC-OE共转的根系中ABA和Me JA的含量也显著高于WT,从而增加了转基因苹果植株对短期干旱的抗性。