青杆(Picea wilsonii Mast.),又名华北云杉,为松科云杉属常绿针叶乔木,是我国特有树种,其树姿美观,在北方园林绿化中发挥着重要作用,具有极高的生态价值。近年来,随着各种环境问题的出现,干旱、盐碱、极端温度等非生物胁迫因素已严重威胁到青杆的生存环境,因此,通过各种遗传策略提高青杆抗逆性尤为重要。利用分子生物学手段对青杆中的抗逆相关基因进行克隆和研究,能够有力地保护木本植物中优质的功能基因,丰富植物抗逆研究的理论基础,为林木抗逆基因工程提供基因资源和理论技术支持。本研究针对青杆的抗逆基因筛选及功能验证进行试验,使用荧光定量分析技术对青杆转录组库部分基因进行筛选,得到目的基因后利用生物信息学分析、逆境胁迫下的表达特性分析、植物组织特异性表达分析、亚细胞定位和侵染拟南芥转化目的基因等试验,研究并验证目的抗逆基因的生物学特性和抗逆功能。主要研究成果如下:1.从青杆转录组库中筛选出11个响应盐和干旱胁迫的候选基因,进行RT-qPCR试验进行验证,结果表明PwGS、PwCFE、PwH2A、PwHb在盐和干旱处理条件下的的表达量最显著。2.对得到的4个表达差异显著的基因进行功能预测,其中,PwGS蛋白参与植物寡糖合成途径,PwCFE参与植物细胞纤维蛋白的合成,PwH2A是染色质组蛋白的一个亚基,PwHb是植物血红蛋白,参与植物氧化胁迫。3.对目的基因进行了生物信息学分析,其中,PwGS、PwH2A和PwHb蛋白结构稳定,均为亲水性蛋白,无信号肽,不含跨膜结构域,位于膜外,二级结构中均包含α-螺旋,延伸链结构和无规则卷曲,三者占比均等;PwCFE蛋白不稳定,无序化特征明显,二级结构主要包含α-螺旋和无规则卷曲。亚细胞定位预测表明PwGS和PwHb定位在细胞质中,PwH2A和PwCFE则分别定位在细胞核和线粒体中。4.RT-qPCR结果表明,PwGS对ABA、盐和干旱都有响应,在青杆茎和叶中表达量较高;PwH2A对热胁迫响应明显,主要在青杆叶片组织中表达;PwHb对ABA和盐胁迫的响应明显,在青杆叶片中大量表达;PwCFE只对盐和干旱胁迫有特异性响应,在叶片中表达量最高。5.亚细胞定位试验结果表明PwHb主要定位在细胞质中,PwH2A主要定位在细胞核中,与软件预测结果一致。6.将PwH2A和PwHb基因通过农杆菌介导转染拟南芥,获得了 T0代转基因阳性植株。