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植物的生长发育是一个极其复杂的过程,从种子萌发开始,经历生长发育、开花、传粉受精、结果、衰老和死亡。植物在生长发育过程中会遭受到一系列外界环境胁迫,为了应对生长发育过程中遇到的不利环境条件,植物进化出了复杂的调控网络以降低外界胁迫对自身的伤害。细胞分裂素作为一种重要的植物激素,在这个调控网络中发挥重要作用。细胞分裂素是一类腺嘌呤衍生物,能够参与细胞的分裂与分化,诱导芽形成以及促进芽生长,参与种子萌发以及花和果实发育等。细胞分裂素氧化/脱氢酶（CKXs）能够催化CTKs的不可逆降解,从而参与植物的一系列生长发育过程,它是目前唯一已知的特异性降解CTKs的酶。研究表明,大多数CKXs基因表达受干旱胁迫诱导,过量表达CKX能增加对非生物胁迫的耐受性,且CKXs还能够影响植物发育过程。而在苹果中,对CKXs的研究还较少。本文中,首先从苹果基因组数据库中找到10个MdCKXs基因,并进行进化树分析及生物信息学分析,然后通过实时荧光定量PCR对这些苹果CKX家族成员进行非生物胁迫响应分析,发现MdCKX7.2（基因序列号:MDP0000279125）对于ABA的响应明显高于其他成员,因此选择该基因作为主要研究对象。从‘嘎拉’苹果（Malus×domestica Borkh.）基因组中克隆到MdCKX7.2基因,对该基因启动子进行分析,发现MdCKX7.2启动子序列中存在多种与胁迫响应相关的作用元件,表明其可能参与植物对不良环境的响应。为了研究该基因的生物学功能,我们得到了MdCKX7.2转基因拟南芥,并对转基因拟南芥进行了干旱、ABA和低磷响应的检测。试验结果如下:1.MdCKX7.2基因的生物信息学分析MdCKX7.2基因大小为1542 bp,编码513个氨基酸。基因结构分析表明,MdCKX7.2含有5个外显子,4个内含子,定位在苹果第8号染色体上。蛋白保守结构域分析表明,MdCKX7.2在N末端具有保守的FAD结合结构域,在C末端具有保守的细胞分裂素结合结构域。2.异位表达MdCKX7.2基因提高拟南芥对干旱胁迫的抗性在MdCKX7.2的启动子序列中含有与干旱响应相关的MBS作用元件。表达分析发现,MdCKX7.2的表达明显受到PEG的诱导。对野生型和MdCKX7.2转基因拟南芥进行干旱处理,结果发现,与野生型拟南芥相比,MdCKX7.2转基因植株存活率明显提高。干旱处理后,转基因拟南芥中胁迫应答相关基因RD22、RD29B的表达水平明显高于野生型。以上结果表明,异位表达MdCKX7.2基因,增强了植株对干旱的抗性。3.MdCKX7.2参与ABA介导的种子萌发调控过程启动子顺式作用元件分析表明,MdCKX7.2的启动子中含有与ABA响应相关的ABRE元件。实时荧光定量PCR分析发现,MdCKX7.2的表达明显受ABA的诱导。用1μmol·L-11 ABA处理MdCKX7.2转基因拟南芥及野生型种子,发现与野生型相比,MdCKX7.2转基因拟南芥种子萌发率及鲜重显著降低,与种子萌发相关的ABI5、EM1、EM6及RD29B的表达水平明显上调。说明在拟南芥中异位表达MdCKX7.2基因提高了植株其对ABA的敏感性。4.MdCKX7.2参与植物对磷元素的吸收和利用实时荧光定量PCR分析发现,MdCKX7.2的表达明显受低磷胁迫的诱导。用低磷(40μmol·L-1)培养基处理野生型及MdCKX7.2转基因拟南芥,结果发现,与野生型对照相比,MdCKX7.2转基因拟南芥幼苗的主根长度明显较长,鲜重增加,脯氨酸含量升高。以上结果说明,在拟南芥中异位表达MdCKX7.2基因,提高了其对低磷的耐受性。