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杨树是世界范围内广泛栽培的经济林木之一,也是我国最重要的用材树种之一。盐胁迫是林业生产中主要的环境胁迫之一,严重影响了木材的产量和品质。盐通常通过渗透胁迫干扰水分和养分的吸收,使细胞受到盐离子毒性和氧化损伤。植物根系为地上部分提供固定和支持作用,从土壤中吸收水分和养分,是应对盐胁迫的关键部位。因此,根系发育的可塑性是树木应对包括盐在内的环境胁迫的重要策略。为了更好的适应环境,优化生长和胁迫反应的平衡,树木需要精细调控其根系的发育,尤其是侧根的发育。生长素在调控侧根发育过程中扮演着关键作用。前人的研究表明,在拟南芥侧根发育过程中,生长素信号相关的miR390/TAS3/ARF模块起关键作用,但该模块在林木中的具体作用机制未见报道,是否参与盐胁迫下侧根的发育?尚不清楚。如果参与,生长素信号应答盐胁迫的具体作用机制是什么?目前知之甚少。为此,本研究在杨树中筛选出了一个特异在侧根中表达,且受盐胁迫诱导的micro RNA（miR390a）,解析了在盐胁迫下杨树miR390/TAS3/ARF4模块调控侧根发育的具体作用,进一步搞清了IAA17.1-HSFA5a复合体通过生长素信号调控侧根发育应答盐胁迫的分子机制。主要研究结果如下:（1）杨树miR390在侧根中的表达受到盐胁迫诱导通过生物信息学分析和定量PCR实验,在杨树中筛选到响应盐诱导且在根中高表达的miR390。进一步克隆了miR390a前体序列上游1509 bp启动子片段,融合GUS基因,导入杨树。GUS组织染色显示,miR390a启动子在转基因杨树侧根中高量表达,且其表达活性受盐胁迫诱导,暗示miR390可能参与盐胁迫下侧根的发育调控。（2）miR390正调控杨树侧根发育和耐盐性为了阐明miR390的生物学功能,构建了miR390基因超表达和沉默表达载体,将其分别转化野生型毛白杨,获得阳性转基因株系。与野生型（WT）相比,miR390-OE四周龄幼苗的侧根长度和密度明显增加,而miR390-STTM株系的侧根长度和密度明显降低。对野生型、miR390-OE和miR390-STTM幼苗进行盐胁迫处理,结果表明在高盐浓度下WT和转基因株系侧根的生长均受到抑制,但miR390-OE株系的侧根生物量下降幅度比WT的小,说明过表达miR390基因提高了杨树的抗盐能力;而miR390-STTM株系对盐更敏感,其侧根生物量下降幅度更大。这些结果说明,miR390正调控侧根发育,增强植株耐盐性。（3）杨树miR390靶向生长素响应因子ARF4调控盐胁迫下侧根的发育为了确定杨树中miR390的下游调控基因,对预测的候选基因ARF2、ARF3和ARF4基因进行定量PCR检测,选择根中高表达的ARF4做后续相关实验。为验证ARF4是否是miR390的靶基因,构建了含有突变tasi ARF结合位点的抗tasi ARF（ARF4m）植物表达载体。在miR390-OE植株中超表达ARF4m,发现引入ARF4m会影响miR390-OE植株的侧根发育。过量表达ARF4m-OE抑制侧根发育,侧根变短,侧根数量也显著减少。而在抑制ARF4表达的ARF4-RNAi株系中,其侧根发育受到明显的促进。盐胁迫处理显示,ARF4-RNAi植株提高了耐盐性,而ARF4m-OE植株降低了耐盐性。以上结果说明,ARF4负调控杨树生物量积累和耐盐性,与miR390的功能完全相反,暗示miR390通过靶向下游ARF4基因,抑制其表达,调控杨树侧根的生长和耐盐性。（4）miR390/TAS3/ARF4通过生长素信号调控盐胁迫下侧根发育为了深入阐明miR390/TAS3/ARF4模块调控盐胁迫下侧根发育的分子机制,在miR390和ARF4转基因植株中分析生长素早期应答关键基因的表达。IAA3.1、IAA3.2、GH3.2、GH3.5和生长素外运载体PIN的表达均受到影响。将DR5:GFP融合基因导入到miR390-OE,miR390-STTM,ARF4m-OE,ARF4-RNAi和WT植株中,分析转基因材料发现,与WT相比,侧根中生长素信号在miR390-OE和ARF4-RNAi转基因植株中的含量显著提高,在miR390-STTM和ARF4m-OE转基因植株中的含量显著降低。盐胁迫处理显著降低了所有植株中DR5:GFP的表达。与WT相比,miR390-STTM和ARF4m-OE植株的DR5:GFP信号降低更明显;相反,miR390-OE和ARF4-RNAi植物中DR5:GFP信号降低幅度较小。这说明,在盐胁迫下,miR390/TAS3/ARF4可能通过改变生长素信号通路调控侧根的生长发育。进一步通过超表达IAA17.1m,将miR390-OE和ARF4-RNAi转基因株系的生长素信号通路阻断,与miR390-OE和ARF4-RNAi植株相比,IAA17.1m-OE/miR390-OE和IAA17.1m-OE/ARF4-RNAi转基因植株侧根的发育和耐盐性都降低,表明盐胁迫下miR390/TAS3/ARF4模块调控杨树侧根的发育是由生长素信号介导的。（5）IAA17.1负调控黄酮醇的积累抑制了盐胁迫下ROS清除利用IAA17.1m阻断生长素信号通路后,IAA17.1m-OE植株耐盐性降低。NBT染色和过氧化氢（H2O2）含量测定显示,盐胁迫后超表达株系的H2O2含量显著高于WT,表明IAA17.1m-OE株系在盐胁迫下积累了较多的H2O2,导致对植物的氧化损伤较严重,对盐胁迫的耐受性降低。对WT、IAA17.1m-OE株系进行DPBA（黄酮醇染色剂）染色,与WT相比,IAA17.1m-OE株系的荧光强度明显减弱,表明IAA17.1m-OE株系中黄酮醇含量降低。且IAA17.1m-OE株系中,CHS1、F3′H2、FLS1、FLS4等黄酮醇生物合成途径关键酶基因的表达量降低。而外源施加槲皮素（黄酮醇类的一种）,能够增强IAA17.1m-OE植株的耐盐性。上述结果表明,IAA17.1通过调控黄酮醇类物质的积累,影响ROS的清除而调控植物盐胁迫反应。（6）IAA17.1与HSFA5a互作共同调控黄酮醇的生物合成为了探究IAA17.1如何负调控黄酮醇的生物合成,以IAA17.1为诱饵蛋白,构建PGBKT7-IAA17.1（BD-IAA17.1）的酵母表达载体。通过酵母双杂交,筛选出IAA17.1互作蛋白,热激转录因子HSFA5a。进一步的BIFC实验证明在烟草叶片细胞中IAA17.1与HSFA5a能够互作。为了阐明HSFA5a的生物学功能,构建HSFA5a基因超表达载体,将其转化毛白杨,获得阳性株系。对WT、HSFA5a-OE的幼苗进行盐胁迫处理,结果表明,在高盐浓度下WT和转基因株系侧根的生长均受到抑制,但HSFA5a-OE株系的侧根生物量下降幅度比WT的小,说明过表达HSFA5a基因提高了杨树的抗盐能力。这些结果证明,HSFA5a增强了植株耐盐性。对WT、HSFA5a-OE株系进行DPBA染色,与WT植株相比,HSFA5a-OE株系的荧光强度明显增强,表明HSFA5a-OE株系中黄酮醇含量升高。且HSFA5a-OE株系中CHS1、F3′H2、FLS1、FLS4等黄酮醇生物合成途径关键酶基因的表达量升高。通过Ch IP定量PCR和酵母单杂试验发现,HSFA5a可以直接结合到CHS1、F3′H2、FLS1、FLS4启动子的结合位点,调控其表达。通过活体影像分析系统和定量测定双荧光素酶活性发现,HSFA5a直接激活CHS1、F3′H2、FLS1、FLS4等黄酮醇生物合成基因的表达;而IAA17.1能抑制HSFA5a对这些基因的激活表达。上述结果表明,IAA17.1通过与HSFA5a的互作调控黄酮醇的生物合成。（7）HSFA5a过表达能够增强IAA17.1m-OE植株的耐盐性为了验证盐胁迫下IAA17.1-HSFA5a调控杨树侧根发育的分子机制,在IAA17.1m-OE株系中转入HSFA5a-OE。对HSFA5a-OE/IAA17.1m-OE和IAA17.1m-OE的幼苗进行盐胁迫处理,结果表明,在高盐浓度下所有株系幼苗侧根的生长均受到抑制,但HSFA5a-OE/IAA17.1m-OE株系的侧根生物量下降幅度比IAA17.1m-OE株系小,表明HSFA5a过表达增强了IAA17.1m-OE植株的耐盐性。综上所述,本文阐明了杨树miR390/TAS3/ARF4模块通过生长素信号调控盐胁迫应答的机理,解析了生长素信号通过IAA17.1与转录激活子HSFA5a互作,调控黄酮醇的生物合成,影响过量活性氧的清除,最终提高耐盐性的分子机制。本研究为最终搞清盐胁迫下林木根系发育的适应性机制奠定了基础,为将来改良木本植物耐盐性提供了理论支撑。