完成单位：塔里木大学、中国科学院西北生态环境资源研究院、北京林业大学
主要完成者：李志军*、司建华、夏新莉、吴智华、王厚领、焦培培*（带*号者为本室固定人员）
（1）成果摘要
中国胡杨林面积占全球的61%，是西北干旱区重要的生态屏障和优异抗逆资源库，项目聚焦国家生态屏障建设和林木资源保护的战略需求，开展胡杨干旱适应机制研究，取得以下成果：
①通过胡杨异形叶发生分布及结构功能性状与个体发育阶段的关系研究，探明了胡杨的异形叶性与个体发育阶段相关的起因，发现阔卵形叶较卵形、披针形和条形叶的旱生结构更发达，净光合速率和水分利用效率以及渗透调节能力更强，揭示了4种异形叶空间分布比例及其结构功能性状的协同变化平衡胡杨生长与抗旱的调控机制，创建了胡杨通过异形叶性协同调控生长与抗旱性的新理论
②通过建立胡杨林根系吸水模型和量化胡杨茎干水分传输过程，揭示了胡杨不同生长发育阶段差异化利用土壤水和地下水，通过根系水力再分配维持浅层土壤中细根有效性增加胡杨水分吸收能力，以及不同立地条件下胡杨通过叶片碳同位素值显著增大提高水分利用效率的调节机制，创新了不同发育阶段胡杨地上与地下部分耦合水分优化理论，提出了胡杨水分利用策略和不同林龄生长最适土壤含水量阈值。
③揭示了异形叶发育及功能分化受抗旱转录因子（AP2、MYB等）调控，阐明干旱胁迫下胡杨根叶通过不同的激素信号通路（ABA、SA等）和PeAP2、PeMYB等转录因子调控基因的差异表达，影响气孔运动、氧化胁迫及水分匮缺等生物学过程以平衡生长与抗旱；提出E3泛素链接酶调控ABA介导的气孔关闭信号转导通路的理论。
（2）创新点
①首次阐明了胡杨异形叶性的起因，探明异形叶结构功能性状随胸径增加而增强的变化规律，揭示了胡杨通过异形叶结构功能协同变化平衡生长与抗旱的调控机制，为深入理解植物异形叶性在环境适应性方面的作用机制提供了全新的学术理论。
②系统探明了胡杨不同生长发育阶段差异化利用土壤水和地下水的生态适应策略，阐明胡杨叶片提高水分利用效率的调节机制及其水分利用策略，揭示了胡杨不同发育阶段响应干旱胁迫的生理机制，创新胡杨地上与地下部分耦合水分优化理论。
③系统探明了胡杨不同发育阶段响应干旱胁迫的生理机制，阐明了胡杨异形叶发育及功能分化受干旱相关基因的调控，解析了胡杨根叶不同组织差异抗旱的基因调控机理，揭示了E3泛素链接酶调控ABA介导的气孔关闭信号转导通路的抗旱机制，为胡杨抗旱基因资源高效利用提供了精准候选靶点。
