杨树是北方地区植树造林和用于生产的主要树种之一,生长速度较快,对水分的需求多,但我国北方的大部分地区水分匮乏,杨树的生命过程中常常遭受干旱胁迫,严重影响了其生存。WRKY转录因子是近年来研究较为广泛的调控因子,在植物抵御各种不良环境中发挥着重要的作用。然而对WRKY转录因子在木本植物中的研究,尤其是其在植物应答干旱胁迫中的功能的研究较少。因此,深入解析WRKY转录因子在调控杨树耐受干旱胁迫的作用机制,对于定向改良杨树对干旱胁迫的耐受性和对杨树的栽培范围的扩大具有重要意义。本研究在实验室前期研究的基础上,以拟南芥（Arabidopsis thaliana）和木本模式植物毛果杨（Populus trichocarpa）为材料,系统分析了WRKY转录因子家族特征,并通过基因工程技术将响应干旱胁迫并上调表达的PtrWRKY75基因转化到拟南芥和三倍体毛白杨（P.tomentosa）中,探究其在响应干旱胁迫中的生物学功能。主要结果如下:（1）经数据库搜索,WRKY转录因子家族成员在杨树中有100个成员。利用邻近法构建系统发育树,可将其分为三个亚家族（Group I、II、III）。染色体定位分析表明WRKY转录因子家族的100个成员分布在杨树19条染色体中的18条上;通过对其保守结构域的分析,发现WRKY转录因子家族成员都含WD保守结构域,包含WRKY序列及CX4–7-CX23–28-HX1–2-H或CX4–7-CX23–28-HX1–2-C锌指结构。其中,Group I含有2个WRKY序列及CX4–7-CX23–28-HX1–2-H锌指结构;Group II大多含有1个WRKY序列和CX4–7-CX23–28-HX1–2-H锌指结构;Group III的成员含有1个WRKY序列及CX4–7-CX23–28-HX1–2-C锌指结构。通过对基因启动子元件分析,发现WRKY转录因子基因存在多个与生长发育、激素响应、生物及非生物胁迫相关的响应元件,推断其在植物生长发育过程中发挥多种功能。（2）从毛果杨中克隆得到WRKY转录因子家族成员PtrWRKY75。通过组织定位分析,发现PtrWRKY75基因主要在叶中表达,并且响应脱水和水杨酸处理。初步判定PtrWRKY75基因在植物响应干旱胁迫中具有一定的作用。构建PtrWRKY75::e GFP载体,对PtrWRKY75的亚细胞定位进行观察,结果显示只在细胞核中出现绿色荧光,表明PtrWRKY75蛋白作为转录因子定位在细胞核中。（3）通过花序侵染法将PtrWRKY75基因转化到野生型（Col-0）和突变体（wrky75）拟南芥中,获得过表达植株ox PtrWRKY75和回补植株wrky75/PtrWRKY75。在MS固体培养基上对野生型（Col-0）、突变体（wrky75）、回补（wrky75/PtrWRKY75）和过表达（ox PtrWRKY75）株系进行甘露醇处理,结果表明在甘露醇处理下,相比于野生植株,过表达ox PtrWRKY75植株有较高的种子萌发率以及较长的根。对各基因型拟南芥进行土壤干旱实验,发现过表达ox PtrWRKY75植株有更强的耐旱性,并且通过测定各基因型植株的光合速率、总叶绿素含量、叶绿素荧光,发现过表达ox PtrWRKY75植株在干旱条件下有较高的光合速率、叶绿素含量、叶绿素荧光,分别大约是野生型植株的2、1.8、1.2倍。总之,过表达PtrWRKY75基因能够提高拟南芥的耐旱性。（4）通过农杆菌介导的叶盘侵染法将PtrWRKY75基因转化到三倍体毛白杨基因组中,采用PCR和q RT-PCR实验方法检测得到过表达阳性植株。通过测定野生型和转基因植株的光合-光响应曲线、气孔导度-光响应曲线、蒸腾速率-光响应曲线,发现转基因植株叶片的气孔导度和蒸腾速率较野生型植株低,而两者的光合速率无明显差异,因此,转基因植株的瞬时水分利用效率（WUEi）（光合/蒸腾）显著高于野生型植株。对野生型和转基因植株进行短期和长期干旱处理实验,表型分析表明在干旱条件下转基因植株有更好的生长状态。通过对相关生理指标的测定,结果表明在干旱情况下转基因植株有较高的光合速率、叶片相对含水量、茎伸长速率以及较低的蒸腾速率、叶片相对电导率。另外,转基因植株的生物量积累显著高于WT植株,分别高于WT植株约35%和46%,说明在干旱情况下,转基因植株有更好的生长优势和耐旱性。（5）由于外源水杨酸（SA）诱导PtrWRKY75基因的表达,因此对野生型和过表达植株的叶片进行水杨酸处理。通过过氧化氢（H2O2）染色和气孔敏感性实验,发现转基因植株H2O2的积累量高于野生型植株,并且转基因植株叶片的气孔关闭较野生型植株快,气孔孔径较野生型植株小,表明PtrWRKY75基因通过SA促进了H2O2的产生,诱导气孔关闭,提高植株的耐旱性。进一步测定了野生型和过表达植株叶片在正常和脱水条件下的SA含量,结果显示在脱水条件下过表达PtrWRKY75基因能够提高叶片SA的含量。通过q RT-PCR实验发现转基因株系中水杨酸合成关键基因PtrPAL1的表达量被显著上调。进一步采用EMSA、瞬时转化分析以及双荧光素酶报告基因实验验证了PtrWRKY75和PtrPAL1基因的启动子结合,促进PtrPAL1基因的表达。因此,WRKY75通过PAL1途径促进了SA的产生,而SA促进了H2O2的产生,诱导气孔关闭,提高植株的耐旱性。综上所述,通过对杨树WRKY转录因子家族成员PtrWRKY75基因在拟南芥和杨树中的功能研究,表明在干旱胁迫下过表达PtrWRKY75基因能够不影响植株的生物量而提高植物的耐旱性,并且揭示了PtrWRKY75基因提高杨树耐旱性的分子机制。在杨树中PtrWRKY75通过激活PtrPAL1的转录,促进SA的生物合成,进而SA促进H2O2的积累,引起植物叶片气孔关闭,降低蒸腾作用,提高植物的水分利用效率,增强植物的耐旱性。研究揭示了PtrWRKY75调控杨树干旱耐力的分子机制,为培育抗旱杨树新品种提供了基因资源与技术基础。