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植物SPL是一类能与SQUAMOSA启动子结合的转录因子,在植物的生长发育中发挥着十分重要的作用。在前期的研究中,我们发掘到一条非miR156靶向的白桦BpSPL8基因,该基因转化拟南芥后能影响转基因植株叶和根的发育。本文将在此基础上进一步研究BpSPL8调控植物发育机理。通过克隆获得了白桦BpSPL8起始密码子上游2028bp的启动子片段;构建了BpSPL8启动子驱动GLU(β-葡萄糖苷酸酶编码基因)的植物表达载体,并采用浸花法将其转化至拟南芥中;继而利用GUS染色分析了BpSPL8启动子的组织表达模式;启动子元件分析显示BpSPL8启动子中含有组织特异表达、光响应、激素响应及多个胁迫响应元件。GUS染色结果显示BpSPL8启动子可在拟南芥的下胚轴、叶片、叶柄、根和花序中启动GUS基因表达。BpSPL8基因可能在白桦叶片、叶柄、根和花序的发育中起作用,同时参与白桦对光响应、激素响应及胁迫响应。qRT-PCR分析BpSPL8基因在PEG处理下的野生型白桦的根和叶中均呈现先上调后下调的表达趋势,表明BpSPL8基因可能参与白桦对干旱胁迫的响应。因此,我们以过表达BpSPL8拟南芥为材料来探究pSPL8在干旱胁迫下的生物学功能。结果在干旱胁迫下,过表达BpSPL8拟南芥的存活率和脯氨酸含量均显著低于野生型,丙二醛含量显著高于野生型;两个已知的抗逆基因DR29B和P5CS1在干旱处理后的转基因拟南芥中呈现出延迟上调的表达模式;表明过表达白桦BpSPL8能够降低拟南芥的耐旱性,并在干旱胁迫下影响抗性基因DR29B和P5CS1的表达。通过农杆菌介导的叶盘法将BpSPL8转化白桦;继而选择表达量高的株系对组培白桦和移栽后的土培白桦表型进行分析。表型分析结果显示BpSPL8过表达导致了白桦组培苗根的生长缓慢、减少了根的数量和总的根长度。在移栽后的第30天,白桦茎段和叶柄呈现绿色而野生型呈现红棕色,qRT-PCR分析了转基因和野生型白桦类黄酮合成途径查尔酮合成酶基因(CHS)的表达水平,结果显示白桦的三个BpCHS基因在BpSPL8过表达株系中被强烈的抑制。过表达BpSPL8和野生型白桦干旱实验结果显示,干旱10天后转基因白桦叶片萎蔫而野生型白桦生长正常。白桦株高统计显示转基因白桦株高显著低于野生型。以上结果表明BpSPL8在白桦生长发育中起多功能调控,包括影响白桦根和茎的生长发育,负调控白桦的耐旱性;抑制BpCHS基因的表达影响类黄酮的合成,进而降低了色素在茎段和叶柄中的累积。