极端天气的频繁出现和土地的不合理使用等原因导致世界上的盐碱地面积不断增加,如何通过生物手段对盐碱地进行恢复是一个急需解决的关键问题,通过森林系统进行盐碱地等边际土地的生物改良是一个较为有效的途径。白桦(Betula platyphylla Suk.)是一种具有极高的生态价值和应用价值的树种,作为东北地区的先锋树种,在进行困难立地的生态恢复中具有天然优势。有研究显示白桦对盐表现敏感,因此,研究白桦在盐胁迫下的响应机制,丰富白桦在盐胁迫方面的理论研究,可以为以后培育抗盐白桦奠定良好的基础。Na~+/H~+逆转运蛋白SOS1(Salt Overly Sensitive 1)是位于细胞质膜上外排Na~+的转运蛋白。在盐胁迫下,通过外排Na~+来减轻Na~+对植物细胞的毒害,SOS1基因在草本植物拟南芥、禾本科植物水稻等物种中进genetic load行了功能解析,但在木本植物中研究较少。本研究通过CRISPR/Cas9技术在SAHA小鼠白桦中编辑SOS1基因,对获得的突变体进行生长表型以及盐胁迫下的表型进行分析,探讨白桦BpSOS1基因在白桦抗盐性中的作用,丰富SOS1在木本植物中的功能研究,为后续进行耐盐性白桦的分子育种奠定基础。本研究获得的结果具体如下:1.生物信息分析得到白桦中BpSOS1存在一个拷贝(Bplat＿h1＿08G01891.1),BpSOS1基因CDS全长为3402 bp,编码1133个氨基酸,主要分布在细胞膜上。基因结构显示白桦BpSOS1具有23个外显子,白桦BpSOS1与拟南芥At SOS1氨基酸序列相似性为65.57%,与拟南芥At SOS1同样具有四个功能域。BpCP-690550SOS1在根中及盐胁迫下被显著诱导表达。2.在白桦BpSOS1第15、16个外显子上设计sg RNA1和sg RNA2,构建了2个基因编辑载体,靶向BpSOS1基因。利用农杆菌介导进行白桦成熟合子胚遗传转化,共转化492个外植体,其中48株转入外源基因,有18株发生了基因突变,遗传转化率为9.76%,基因编辑率为37.50%。3.T_0代获得1株纯合突变体bpsos1-i26,突变类型为g4406del57/p530del27;1株双等位基因突变体bpsos1-i24,突变类型为g4420del1/p L552*,g4413del4/p L551*,g4413del13/p I548*;另外还获得杂合突变体16株。4.白桦bpsos1突变体植株高度和根长都显著低于野生型。50 m M Na Cl处理下,突变体根部Na~+外排流速显著低于野生型,K~+流速吸收流速显著低于野生型,其中功能缺失型突变体bpsos1-i24差异最为明显。白桦bpsos1突变体对盐敏感,结果暗示白桦BpSOS1基因在调控白桦耐盐性中起到重要作用。