氮素是植物核酸、蛋白质、叶绿素等的主要组成部分,在植物生长发育中起至关重要的作用。NH₄⁺是植物吸收无机氮的主要形式之一,植物对NH₄⁺的吸收和代谢受定位于膜上的铵转运蛋白（Ammonium Transporters,AMT）高度介导。此外,铵转运蛋白可能在一定程度上响应外界非生物胁迫,表达量升高,增强植物在逆境下对NH₄⁺的吸收与代谢能力,促进叶绿素的积累、光合作用和蛋白质的合成等,从而维持植物逆境下的正常生长发育与代谢过程。试验选取我国西北地区耐盐碱、耐瘠薄的杨树种质资源小叶杨研究对象,通过对小叶杨编码铵转运蛋白的PsAMT1.2基因功能进行验证,以及对盐胁迫条件下超表达PsAMT1.2基因的转基因杨树生理指标和氮素的积累与代谢进行研究,阐明了小叶杨PsAMT1.2基因对盐胁迫的响应以及盐胁迫下对氮素吸收和代谢的影响,有利于在分子层面上阐明盐胁迫下氮素吸收与代谢的调控机制。主要结果如下:1、小叶杨PsAMT1.2基因在根系中表达。从小叶杨根系中克隆了PsAMT1.2基因,基因序列长度为1761 bp,编码586个氨基酸。克隆基因测序结果与毛果杨Ptr AMT1.2基因序列的相似度达到98%,确定该基因为小叶杨AMT1.2基因。分离并克隆了PsAMT1.2基因启动子序列,获得小叶杨PsAMT1.2基因启动子片段长度为1000 bp,与毛果杨基因启动子的同源性为75%。2、在洋葱内表皮细胞中瞬时表达小叶杨PsAMT1.2基因,发现PsAMT1.2基因定位在膜上,说明PsAMT1.2蛋白在膜上有活性,是膜转运蛋白。将PsAMT1.2启动子序列连接到启动子缺失并且有GUS标签的表达载体上,蘸花法将PsAMT1.2基因启动子导入拟南芥,获得包含PsAMT1.2基因启动子的转基因拟南芥,GUS染色转基因拟南芥,结果表明PsAMT1.2在根系具有转录活性。3、异源表达PsAMT1.2基因恢复了高亲和铵转运蛋白缺失酵母31019b在低浓度NH₄⁺环境下的生长活性,并且对甲基铵有转运能力,但优先转运NH₄⁺;异源表达PsAMT1.2基因的四缺体拟南芥的NH₄⁺吸收曲线符合饱和的Michaelis-Menten方程拟合的双回归曲线,米氏常数Km为80.603±8.019,证实PsAMT1.2为高亲和转运蛋白。4、获得3个超表达PsAMT1.2转基因株系。经过21 d盐处理,测量转基因杨树生理指标,发现在盐胁迫下超表达PsAMT1.2基因的杨树较野生型叶绿素含量、净光合速率和株高差增加。短期¹⁵NH₄⁺处理转基因杨树体内相对¹⁵N含量较野生型显著增加,说明超表达PsAMT1.2有利于转基因杨树在盐胁迫下对NH₄⁺的摄取。5、在盐胁迫下超表达PsAMT1.2基因的杨树较野生型叶片与根系中NH₄⁺含量与NO₂^-含量增加,根系中NO₃^-含量下降,以及叶片中谷氨酸合成酶和根系中谷氨酰胺合成酶活性增强,导致转基因杨树较野生型叶片中谷氨酸和根系谷氨酰胺的积累增加。此外,盐胁迫下超表达PsAMT1.2基因杨树根系中谷氨酰胺合成酶基因GS1.3和叶片中GS1.3与GS2,谷氨酸合成酶基因Fd-GOGAT表达水平增加,有利于NH₄⁺的代谢,为后期合成杨树生长所需蛋白质积累充分的底物含量。