EIN3是乙烯信号转导途径上一个重要的转录因子,该基因的表达能够启动一系列调节乙烯的目标基因的表达,对乙烯反应起正调控作用,同时还可以通过乙烯信号与其他信号的交叉反应影响植物多种生理生化过程。为了揭示白桦转BpEIN3基因功能,本实验研究以白桦(Betula platyphylla)为遗传转化受体,进行白桦BpEIN3基因的表达特性分析,同时构建BpEIN3过表达、抑制表达载体并转化白桦,获得BpEIN3转基因株系,阐述该基因的功能,为后续揭示BpEIN3基因调控白桦叶片衰老及细胞程序化死亡分子机理提供参考。研究结果如下:BpEIN3基因表达特性研究表明,用先前已获得的PromEIN3::CUS白桦株系为材料,PCR检测结果为阳性;对获得的转PromEIN3::GUS株系进行ET、IAA、MeJA、SA、GA激素进行不同时间处理,以处理后的转基因株系为材料,进行GUS表达量分析及其活性的测定,结果表明,在不同激素处理下,转PromEIN3::GUS白桦株系GUS的表达量及活性均有不同程度的上升,说明BpEIN3基因对不同的激素均有响应,且响应效果不一致。实验采用农杆菌介导法开展转BpEIN3基因研究,对获得转基因株系进行PCR及qRT-PCR分析,对2年生苗木进行株高、地径、光合参数测定,同时开展叶片病斑数、组织化学染色、抗氧化酶、内源激素含量及相关基因表达特性分析。PCR结果显示,BpEIN3超表达株系及抑制表达株系均为阳性,qRT-PCR结果表明,超表达株系中BpEIN3基因均显著高于WT株系,抑制表达株系的BpEIN3基因均显著低于WT株系;转基因株系在苗期叶片及表型未见差异,但是,2年生的BpEIN3抑制表达株系在展叶的1个月后叶片可见褐色斑点,并伴随叶片发育其斑点逐渐扩散,进而发生叶片早衰及落叶现象;实体显微镜下观察发现,叶片斑点数量在不同株系间差异显著,其中EY-1株系叶片斑点数最多,EY-3株系其斑点扩散面积较大,且EY-3株系株高生长显著低于其他转基因株系及WT株系,光合参数测定显示,BpEIN3抑制表达株系的Pn、Gs及Tr均显著低于WT株系。DAB染色显示,与WT 比较3个转基因株系DAB染色较深,表明转基因株系叶片中过氧化氢(H2O2)积累较多。BpEIN3抑制表达株系叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性呈现高于WT株系的趋势,且叶片内源水杨酸(SA)及脱落酸(ABA)含量也呈现高于WT株系的趋势,而JA含量则表现为低于WT株系,同时,BpEIN3抑制表达株系对叶枯病表现出抗性增强。分别对脱落酸、茉莉酸和水杨酸合成、代谢相关基因、衰老相关基因进行qRT-PCR分析,结果显示,参与脱落酸信号转导相关的PYR9和PYL4基因、水杨酸信号转导相关的NPR1基因以及茉莉酸负调控基因JAZ10在转基因株系中均上调表达,且随着叶片的衰老表达量呈上升趋势;同时,衰老标志基因SAG12和NAC2以及防御基因PR1a和PR1b在转基因株系的第6叶、7叶中大量表达。初步证明,BpEIN3抑制表达引起叶片发生类病斑并促进早衰。