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铜是植物生长所必需的微量金属元素,但过量铜对植物具有毒性。生物体需要特定的分子机制维持体内铜的动态平衡。铜伴侣蛋白通过螯合铜促进铜的整合及利用,其中包括ATX1类铜伴侣蛋白。本研究在前期基础上,对小黑杨Pn ATXs基因过量表达和抑制表达株系进行铜胁迫处理,测定其生理生化指标;并利用荧光定量PCR方法检测不同浓度铜离子胁迫后转基因植株中铜稳态相关基因的表达模式;克隆了小黑杨Pn HMA5s和Pn HMA7s基因后构建瞬时表达载体p SPYNE-ATXs、p SPYCE-HMA5s和p SPYCE-HMA7s,转化洋葱表皮细胞进行双分子荧光互补鉴定。构建了酵母表达载体p GADT7-Pn ATXs和p GBKT7-Pn HMA5/7,转化酵母感受态细胞后通过酵母双杂交试验鉴定了Pn ATXs与Pn HMA5s、Pn HMA7s的互作关系。主要研究结果如下:（1）利用含有不同浓度（0、0.5、15和20μmol/L）铜离子的改良的1/2霍格兰德营养液处理小黑杨野生型（WT）和Pn ATXs转基因小黑杨植株。生理生化指标测定结果表明,缺铜（0μmol/L Cu SO4）与正常浓度铜离子（0.5μmol/L Cu SO4）处理后,与WT相比,Pn ATXs转基因株系的根长增量、株高增量、叶面积增量、叶绿素含量、SOD、POD、CAT活性及O2-产生速率无显著变化。15和20μmol/L Cu SO4处理后,大部分小黑杨Pn ATXs过量表达株系根与地上部中氧化胁迫相关酶活性显著升高,MDA和H2O2含量、O2-产生速率显著低于WT;大部分Pn ATXs抑制表达株系氧化胁迫相关酶的活性显著降低,MDA和H2O2含量、O2-产生速率显著高于WT。由此表明,过量表达Pn ATXs基因可以增强小黑杨植株中氧自由基的清除能力及抗氧化活性。（2）在铜转运效率方面,缺铜处理后,Pn ATXs转基因株系根中铜含量与WT相似。正常浓度铜离子处理后,Pn ATX1过量表达株系地上部铜含量、铜从根到地上部的转运效率显著高于WT。15和20μmol/L Cu SO4处理后,大部分Pn ATX1过量表达株系根和地上部、Pn ATX1抑制表达株系根、Pn ATX2过量表达株系地上部的铜含量显著高于WT。20μmol/L Cu SO4处理后,与WT相比,Pn ATXs过量表达株系中铜从根到地上部的转运效率显著升高,Pn ATXs抑制表达株系铜转运效率显著降低。由此表明,过量表达Pn ATXs可以提高小黑杨体内的铜积累量和铜从根到地上部的转运效率。（3）不同浓度铜离子处理后,Pn ATXs转基因小黑杨株系地上部和根中铜稳态相关基因表达模式的鉴定结果显示,高铜（15和20μmol/L Cu SO4）处理后,Pn ATX2在Pn ATX1抑制表达株系根与地上部的表达量显著高于WT,Pn ATX1在Pn ATX2抑制表达株系根与地上部的表达量显著高于WT。缺铜处理后,与WT相比,大部分Pn ATXs转基因株系根中Pn CCH5/Pn CCH7/Pn CCH8的表达量显著升高;Pn COPT1/Pn COPT2在Pn ATX1转基因株系根与地上部的表达量显著升高;Pn HMA5/7和Pn CCS2/Pn CSD1.2/Pn CSD2.2在大部分Pn ATX1抑制表达株系地上部的表达量显著降低;Pn COX17-1在Pn ATXs抑制表达株系根中的表达量显著降低。正常浓度铜离子处理后,与WT相比,在地上部,大部分Pn ATX1抑制表达株系中Pn HMA5s和Pn CCS2/Pn CSD1.2、Pn ATX2抑制表达株系中Pn COX17s的表达量显著降低;在根中,大部分Pn ATX1转基因株系中Pn HMA5.3/Pn CCH8和Pn ATX2转基因株系中Pn CCH5的表达量显著升高。高铜（15和20μmol/L Cu SO4）处理后,与WT相比,Pn ATX1过量表达株系地上部Pn CCH20/Pn COPT7及根中Pn ATX1的表达量显著上升,而Pn ATX1抑制表达株系中这些基因的表达量显著下降;Pn ATX2过量表达株系地上部和根中Pn ATX2/Pn COPT5的表达量显著升高,而在Pn ATX2抑制表达株系中这些基因的表达量显著降低。以上结果表明,铜胁迫影响大量铜稳态相关基因的表达。（4）成功克隆了小黑杨Pn HMA5.1、Pn HMA5.2、Pn HMA5.3、Pn HMA5.4、Pn HMA7.1、Pn HMA7.2及拟南芥At HMA5基因,构建瞬时表达载体p SPYCE-At ATX1、p SPYNE-At HMA5、p SPYCE-Pn ATXs、p SPYNE-Pn HMA5/7后转化了洋葱表皮细胞,构建了酵母表达载体p GBKT7-Pn ATXs、p GADT7-Pn ATXs、p GBKT7-Pn HMA5s和p GBKT7-Pn HMA7s。自激活验证结果表明,Pn ATX1/2、Pn HMA5.1/5.2/5.3/5.4/7.1/7.2均无自激活能力。双分子荧光互补及酵母双杂交鉴定结果表明,小黑杨Pn ATX1与Pn ATX2铜伴侣蛋白可以分别与Pn HMA5.1/5.2/5.3/5.4/7.1/7.2蛋白发生相互作用。以上结果为后期进一步阐释木本植物杨树Pn ATXs铜伴侣蛋白在维持细胞铜稳态过程中发挥的作用奠定了试验基础。