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MYB (avian myeloblastosis)转录因子是植物中最大的转录因子家族成员之一,主要参与植物次生代谢调控、激素和环境因子的应答。本研究在白桦的转录组中发现一个MYB基因BplMYB46,属于R2R3 MYB类转录因子,通过对其进行表达研究发现BplMYB46可能与植物逆境胁迫及次生壁的形成相关。本实验系统研究了BplMYB46基因在响应非生物胁迫及次生细胞壁发育过程中的功能及调控机制,为白桦逆境胁迫应答及次生代谢调控方面的研究提供理论基础。1、构建35s-BplMYB46-GFP载体,利用基因枪技术瞬时转化洋葱表皮进行亚细胞定位,结果显示BplMYB46基因定位在细胞核中。BplMYB46基因在NaCl、ABA和Mannitol胁迫处理6-24 h时呈上调表达,结果显示BplMYB46基因能够被逆境胁迫诱导表达。BplMYB46基因在茎中的表达量最高,根中其次,叶中最低,并且在茎顶端、中部和基部的表达量呈递增趋势。2、构建BplMYB46基因过表达和抑制表达载体,将其转入白桦,获得BplMYB46基因过表达及抑制表达的白桦转基因植株。在NaCl、ABA和Mannitol胁迫下,以野生型白桦为对照,BplMYB46基因过表达株系的鲜重、根长以及叶绿素含量较高,相对电导率和失水率较低,并且BplMYB46基因能够通过调控SOD和POD以及P5CS、P5CDH和ProDH等基因的表达来提高SOD和POD的活性以及脯氨酸的含量,从而降低ROS在逆境下的积累,进而显著增强转基因白桦的抗逆能力。3、将两个月苗龄的BplMYB46基因过表达、抑制表达和野生型白桦的茎基部分别横切,进行甲苯胺蓝、盐酸间苯三酚和荧光增白剂染色,结果显示与野生型白桦相比,BplMYB46基因过表达白桦株系的次生壁发育程度较高,抑制表达的次生壁发育程度较低。以一年生野生型和转基因白桦茎为材料进行次生壁组分含量的测定,结果发现BplMYB46基因过表达白桦的木质素和半纤维素含量比野生型高,纤维素含量比野生型低；抑制表达白桦的木质素和半纤维素含量比野生型低,纤维素含量比野生型高。以野生型白桦为对照,与木质素、纤维素合成相关的酶PAL、CCo、4CL、POD、LAC、 Cesa和3个可能与次生壁合成相关的MYB转录因子在BplMYB46过表达白桦中上调表达,在BplMYB46抑制表达白桦中下调表达,由此证明BplMYB46基因能够通过调控木质素、纤维素合成相关基因的表达来促进白桦次生壁的形成。4、利用酵母双杂交技术证明BplMYB46转录因子具有转录激活活性,其转录激活区在C端第697-915bp内；BplMYB46转录因子能够与自身形成同源二聚体并与白桦的5个MYB转录因子形成异源二聚体。5、利用酵母单杂交技术确定BplMYB46基因能识别8个顺式作用元件,分别为E-box, LTRECORE、GT-1、M1、 M2、M3、TCbox和AGbox,其中E-box元件主要参与光响应和苯丙氨酸生物合成途径,LTRECORE是一个低温调控元件,GT-1元件能够增强植物抗病和耐盐能力,M1为响应低温和干旱胁迫的MBSI型元件,M2是拟南芥AtMYB46识别的与次生细胞壁形成相关的元件,M3为拟南芥MYB识别的抗干旱的顺式作用元件,TCbox和AGbox为两个未知功能的元件,可能是BplMYB46基因调控的新元件。CHIP-PCR技术分析发现BplMYB46能够与靶基因启动子序列上的顺式作用元件结合从而调控它们的表达,这些靶基因与植物逆境胁迫和次生细胞壁的形成相关。6、对BplMYB46基因过表达和抑制表达转基因白桦进行数字基因表达谱测序分析,结果发现2421条差异表达的基因,其中上调表达的基因为952条,下调表达的基因为1469条：差异基因涉及新陈代谢、次生代谢、植物激素信号转导途径以及苯丙烷和类黄酮生物合成等途径。在差异基因中发现一些与植物逆境胁迫相关的ERF基因、超氧化物歧化酶(SOD)基因、过氧化物酶(POD)基因、热激蛋白(HSP)基因,与木质素合成相关的肉桂醇脱氢酶(CAD)基因、肉桂酰CoA还原酶(CCR)基因和漆酶(LAC)基因以及与纤维素合成相关的纤维素合酶(Cellulose synthase)基因,证明BplMYB46基因能够调控一些与植物逆境胁迫和次生壁合成相关基因的表达。