桑树(Morus)原产我国中北部,是一类重要的经济作物,在全国范围内均有种植,其中数江浙、四川及两广地区种植面积最大。桑蚕产业是我国的传统产业,自古以来都起着带动桑蚕产地经济发展、增加桑农收入的重要作用。作为桑蚕重要产地之一的广东省,地处华南,因气候湿热、自然灾害频繁等原因导致青枯病肆虐、桑树生长环境不断恶化,蚕茧产量也日益下降。同源异型盒-亮氨酸拉链蛋白(Homeodomain-leucine zipper,下称HD-zip)是高等植物独有的一类转录因子,具有激活或抑制基因转录的功能,与植物的生长发育密切相关。近年来发现HD-zip能对环境胁迫做出应答,但在参与植物抗病方面的证据较少。因此,研究HD-zip基因家族在桑树抗病、抗逆方面的功能,为桑树遗传育种提供基因储备,对蚕桑产业可持续性发展具有重要的现实意义。本文首先对桑树HD-zip基因家族的成员进行了鉴定和特征分析,确定33个成员的基因序列,并将基因结构分析与基因进化树分析相结合,最终将桑树HD-zip的33个成员分进四个亚家族。其中HD-zip I有14个成员,HD-zip II有8个成员,HD-zip III有3个成员,HD-zip IV有8个成员。本文采用高浓度青枯菌(OD值1.045),利用水培伤根法对实生桑苗进行青枯病侵染,分别设置1h、3h、6h、12h、24h、48h共6个采样时间点,观察桑叶和桑根在青枯菌侵染处理后的表型变化。结果表明,叶片在侵染1h后出现轻微萎蔫症状,随着侵染时间的增加,叶片萎蔫症状逐渐加重,直至侵染后24h完全脱水。同时本研究还利用实时荧光定量PCR检测了桑树HD-zip基因家族的33个成员在受青枯病害的桑叶和桑根组织中的不同表达情况。结果显示桑树HD-zip基因的所有家族成员在侵染前后的叶片与根系组织中均有表达,大部分家族成员在桑叶或桑根中都受到青枯菌的显著诱导表达,推测HD-zip基因家族参与了桑树的抗病过程。本文还分析了桑苗中HD-zip基因家族成员在低温、干旱和高盐三种非生物胁迫下的表达模式。研究中低温胁迫设置12h、24h、48h共3个采样时间点,干旱胁迫设置1h、3h、6h共3个采样时间点,高盐胁迫设置3h、6h、12h共3个采样时间点,观察桑叶在不同非生物胁迫处理下的表型变化,同时利用实时荧光定量PCR检测了桑树HD-zip基因家族的33个成员在受非生物胁迫处理的桑叶组织中的不同表达情况。实验结果表明,桑苗叶片在低温胁迫处理48h开始出现萎蔫症状,大部分HD-zip家族基因在低温处理后被显著诱导表达。桑苗叶片在干旱胁迫处理1h即出现萎蔫症状,随着处理时间增加,萎蔫症状加剧;大部分HD-zip家族基因在干旱胁迫处理后被显著诱导表达。桑苗叶片在高盐胁迫处理3h出现萎蔫症状,随着处理时间增加,萎蔫症状加剧;大部分HD-zip家族基因在高盐胁迫处理后被显著诱导诱导表达。综上所述,HD-zip基因家族基因在桑树的非生物胁迫过程中发挥重要作用。本研究以桑树为实验对象,首次对桑树HD-zip家族的基因进行鉴定、分类和表达分析,阐明HD-zip基因家族在桑树青枯菌侵染过程和非生物胁迫过程中表达的变化规律。研究结果将为深入了解桑树HD-zip基因家族参与抗青枯病和抗逆功能和机制奠定坚实基础。