植物根中的内皮层发育一般经历两个阶段,第一个阶段是形成可以阻挡质外体运输途径的木质素沉积,即凯氏带形成阶段,第二个阶段生成可以阻断跨细胞运输的木栓质沉积,即凯氏带加厚阶段。内皮层凯氏带的形成与加厚导致了外界的水和溶质只能通过共质体运输途径进入中柱,保障了植物从外界向内部运输物质时的选择能力。本文通过对84K杨树施加聚乙二醇(PEG)模拟干旱胁迫以及施加外源脱落酸(ABA),旨在研究ABA信号和干旱胁迫对植物内皮层发育的影响。主要研究结果如下:1.利用84K杨树,建立了PEG模拟干旱胁迫实验体系,实验发现向培养基中加入一定量的生长素萘乙酸(NAA)、吲哚丁酸(IBA)和植物组织培养抗菌剂(PPM)会对植物茎段的生长起到促进作用。但是在模拟干旱胁迫的处理阶段,继续使用含有生长素的培养基栽培植物会抵消干旱胁迫对植物造成的影响,干扰实验结果。因此确定了由生根培养基向胁迫培养基移栽的实验方法。2.对幼苗施加不同浓度的PEG模拟干旱胁迫和施加不同浓度的外源ABA,能够导致84K杨树外部形态及生长随浓度升高而呈现出发育迟滞的现象,同时会促进84K杨树根内皮层凯氏带加厚,而且促进加厚的现象随着胁迫程度的强弱和胁迫时间的长短而产生相应的变化。3.以多聚泛素蛋白(polyubiquitin protein,UBQ)作为内参基因,对17个与内皮层凯氏带发育相关的基因在PEG模拟干旱胁迫和外源ABA处理的84K杨树根中的表达量变化进行了检测和分析。结果显示,检测的17个与内皮层凯氏带发育相关的基因可以分为三种类型,第一种类型PEG与ABA处理对基因表达升高的影响没有明显差异,如MYB41,可能作为内皮层凯氏带第二阶段木栓质加厚的调控因子,参与植物干旱胁迫和外源ABA处理条件下内皮层凯氏带发育的调节;第二种类型PEG处理对基因表达的程度远高于外源ABA处理,如ABCG2、ABCG20、ABI3、ABI4、CASP1、CASP2、CYP86B1、ESB1、MYB36、PYL、SNRK2.2和SNRK2.6等,主要参与植物干旱胁迫条件下内皮层凯氏带发育的调节;第三种类型PEG处理对基因表达的程度远低于外源ABA处理,如ABCG6、CASP3、GASSH01和GPAT5,此类基因可能主要参与外源ABA处理条件下内皮层凯氏带发育的调节。我们的研究结果也显示PEG干旱胁迫和外源ABA处理诱导产生的基因表达效果不同,表明PEG干旱胁迫和外源ABA处理产生内皮层凯氏带发育增强的调控机制可能并不是完全相同。本项研究结果显示PEG模拟干旱胁迫和外源ABA激素都能促进杨树根内皮层凯氏带的木栓质加厚,体现了植物对干旱逆境胁迫的响应,也把ABA激素信号引入到了林木内皮层凯氏带发育的调控网络中,为进一步深入研究林木根的发育及其对环境的响应奠定了基础。