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杉木广泛种植于我国南方17个省区,种植区域夏季受副热带高气压控制影响,气流下沉,不易形成降雨,干燥炎热。加之夏季高温,土壤水分蒸发量大,易造成土壤干旱,特别是近现代以来,全球气候变化导致陆地生态系统水分平衡发生改变,全球降水的不均匀性和季节性使得土壤面临潜在的且更为严重的干旱危机。然而,关于杉木抗旱性研究,尤其是基因调控方面的研究少见报道。本研究以杉木无性系为材料,利用PEG-6000模拟干旱胁迫的方式,研究了干旱胁迫下不同耐旱型杉木无性系抗氧化系统、糖代谢、光合能力等生理生化指标差异及杉木逆境调控基因14-3-3表达差异,为耐旱型杉木苗木繁育及杉木人工林的可持续发展奠定基础。主要研究结果如下:1.通过克隆获得一条全长为1440bp的14-3-3全长基因,命名为CL14-3-3-e。生物信息学分析表明,CL14-3-3-e蛋白为酸性、不稳定、非跨膜、疏水性蛋白。其分子质量为29.7063 kDa,定位在细胞质的可能性最大。CL14-3-3-e蛋白二级结构以α螺旋为主,CL14-3-3-e蛋白功能为胞外被膜的可能性最大,与无油樟的同源性最大,达90%,与大豆聚为一类,亲缘性较近。PEG-6000模拟干旱,发现干旱胁迫下基因CL14-3-3-e相对表达量均高于对照,低浓度胁迫诱导CL14-3-3-e基因表达,高浓度胁迫下植物抗旱系统遭到破坏,CL14-3-3-e表达较低浓度胁迫降低。2.干旱胁迫下杉木无性系生理生化指标变化,表明5号无性系的耐旱性优于49号。其中SOD酶活性,5号无性系在10%和20%胁迫下活性升高,30%胁迫下活性降低;49号无性系,10%胁迫下急剧下降后随着浓度上升而升高,但均低于对照,10%胁迫与对照呈显著差异(P<0.05)。POD酶活性,5号无性系变化趋势与SOD活性变化一致,20%胁迫时达到最大值,与对照呈显著差异(P<0.05),49号无性系随胁迫浓度的增加而增加,30%胁迫与对照呈显著差异(P<0.05)。可溶性糖含量,5号无性系随浓度的升高而逐渐升高,与对照呈显著差异(P<0.05),49号无性系呈先增后减少的趋势,30%胁迫与对照组比较有显著性差异(P<0.05)。NR酶活性,两个杉木无性系随着干旱程度的加深均呈先上升后下降的趋势,5号无性系在20%胁迫下与对照呈显著差异(P<0.05),49号无性系在10%胁迫下与对照呈显著差异(P<0.05)。SS酶活性,两个杉木无性系均呈先上升后降低的趋势,但变化率不同。SPS酶活性,两个杉木无性系的变化不同,5号无性系呈逐渐上升趋势,而49号无性系为先上升后下降。H+-ATP酶活性,5号杉木无性系呈现先下降后上升的趋势,在轻度胁迫和中度胁迫时低于对照,49号杉木无性系在随着胁迫浓度的增加,呈现先上升后下降的趋势。叶绿素荧光参数F0随干旱程度的增加先上升后下降,在30%胁迫48h时与对照组相比均差异显著(P<0.05),49号无性系在10%和30%胁迫48 h时与对照组差异显著(P<0.05)。Fm参数总体均呈下降趋势,5号杉木无性系10%胁迫48h和72h时与对照呈显著差异(P<0.05),49号杉木无性系20%胁迫48h时与对照呈显著差异(P<0.05)。Fv/Fm参数,5号杉木无性系随胁迫浓度增加而逐渐降低,10%胁迫48h和72h时与对照呈显著差异(P<0.05),49号无性系重度胁迫48h后与对照呈显著差异(P<0.05)。3.干旱胁迫下不同杉木无性系CL14-3-3-e基因相对表达量与生理生化指标的相关性不同,5号杉木无性系在干旱胁迫下CL14-3-3-e基因的相对表达量与蔗糖合成酶SS、硝酸还原酶NR呈显著相关。但49号无性系CL 14-3-3-e基因的相对表达量与其他生理生化指标无显著性相关。说明干旱在一定程度上影响杉木CL14-3-3-e基因相对表达,并推测CL 14-3-3-e可能参与杉木干旱调控,并参与SS和NR的代谢调控,为研究杉木14-3-3的功能机理提供了线索。