一氧化氮(nitric oxide,NO)是介导植物生长发育、次生代谢物调控和抗逆等方面的关键信号分子。蛋白质巯基亚硝基化是NO发挥其信号转导作用的重要途径。本实验室前期发现,NO及其蛋白质巯基亚硝基化促进了白桦悬浮细胞中白桦酯醇等三萜物质的累积。NO、蛋白质巯基亚硝基化和白桦酯醇等次生代谢物均是植物适应不良环境的作用因子,三者间的关系如何,特别是NO和蛋白质巯基亚硝基化促进产生的白桦酯醇等三萜物质是否反过来影响白桦悬浮细胞生长和NO代谢还未见报道。另外,蛋白质巯基亚硝基化促进白桦酯醇等三萜物质累积的靶蛋白还未明确。因此,本论文在查阅文献的基础上,以产白桦酯醇等三萜物质的白桦悬浮细胞和白桦组培幼苗为试材,分析外源添加白桦酯醇对白桦悬浮细胞生长和NO代谢的影响;利用三代全长转录组数据和报道的桦木属基因组数据鉴定白桦bZIP基因家族,筛选响应NO的白桦bZIP基因;在此基础上,通过相关性分析进一步筛选与白桦酯醇等三萜物质相关的bZIP基因。主要结果如下:1、外源白桦酯醇对白桦悬浮细胞生长和NO代谢的影响将0.1μmol/L～5μmol/L白桦酯醇分别添加到培养7d的白桦悬浮细胞体系中处理12h～14d后,发现白桦悬浮细胞的表型、细胞活力、鲜重、pH值、电导率和丙二醛等与生长相关的指标与同期对照相比未达到显著差异;白桦酯醇处理对白桦悬浮细胞中的NO含量、还原型谷胱甘肽(GSH)含量以及亚硝基硫醇(SNO)含量的影响呈现浓度效应,分别在5μmol/L、0.5μmol/L和0.5μmol/L白桦酯醇处理下达到最大值,分别比对照提高了 178.95%、45.10%和6.87%。同样,一氧化氮合成酶、谷胱甘肽还原酶和亚硝基化谷胱甘肽还原酶的酶活性及其基因表达水平的变化趋势与上述对应底物或产物含量变化相一致。但是,NO合成关键酶之一硝酸还原酶的活性变化与NO含量增加相反,其原因有待于进一步研究。2、白桦BpbZIP家族基因的鉴定及其表达模式分析基于PacBio Sequel Ⅱ测序平台获得的三代全长转录组数据,同时结合二代转录组数据和桦木属基因组数据共得到57个白桦BpbZIP基因,共存在10个保守基序。参照拟南芥bZIP基因家族分类方式,57个白桦BpbZIP基因分为13个亚族。染色体定位结果显示,46个BpbZIP基因成功定位到13条染色体上,主要分布在染色体末端。1mmol/L NO处理30d白桦幼苗及其GSNOR基因沉默白桦植株24h后,57个BpbZIP基因的表达趋势不同,表达量排列前7位的基因分别为BpbZIP26>BpbZIP25>BpbZIP22>BpbZIP24>BpbZIP23>BpbZIP14>BpbZIP48,其中BpbZIP26和BpbZIP25的表达量分别为对照组的10.30 倍和 7.49 倍。3、响应NO的白桦BpbZIP基因克隆及其生物信息学分析利用PCR方法获得上述响应NO的7个BpbZIP基因序列全长,并对其进行生物信息学分析发现,克隆的7个BpbZIP基因所编码的蛋白均为非分泌型亲水蛋白。亚硝基化位点预测结果显示,5个BpbZIP蛋白中检测到亚硝基化位点,其得分情况为BpbZIP22>BpbZIP48>BpbZIP25>BpbZIP24>BpbZIP14。系统进化分析结果显示,BpbZIP14、BpbZI P23、BpbZIP24和BpbZIP26分别同青蒿、水稻和蒲公英中参与调控萜类合成的bZIP具有较高的同源性。进一步利用发表的桦木属测序数据发现,克隆的7个BpbZIP基因在垂枝桦7层树皮组织中的表达趋势不同,其中BpbZIP25和BpbZIP26均在非传导型韧皮部和传导型韧皮部中特异性高表达。4、BpbZIP25亚细胞定位分析NO处理下57个BpbZIP基因表达量与白桦三萜含量的相关性分析表明,与白桦三萜含量高度相关的前3个基因分别为BpbZIP25、BpbZIP24和BpbZIP26,其相关性系数分别为1.00、0.99和0.96。由此推测,BpbZIP25介导了 NO促进白桦三萜的合成。为了验证其功能,我们构建了BpbZIP25基因的干扰载体和亚细胞定位载体,亚细胞定位结果显示该基因表达蛋白定位于细胞核中。上述结果为进一步研究BpbZIP25介导NO促进白桦三萜的合成奠定基础。