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苹果（Malus domestica Borkh.）是世界范围内被广泛种植的果树之一,其种植面积和产量都处于水果的前列。我国黄土高原地区是苹果的优势产区,但由于其处于干旱、半干旱地区,降水较少,水资源缺乏,干旱成为影响该地区苹果产量和品质的重要限制因素。在生产中,培育并应用抗旱性更强的苹果种质资源,是缓解干旱胁迫的重要方法之一。苹果矮化密植栽培模式具有结果早、丰产性强的优点,也便于机械化管理,能够降低苹果生产成本,提高经济效益。然而,我国苹果矮化栽培中,存在矮化砧木选择不当、栽培管理技术落后等问题,影响了苹果矮化栽培优势的发挥,限制了矮化密植模式的发展。通过培育矮化苹果品种或砧木,可为苹果矮化密植栽培提供更多的选择材料,也是促进苹果现代化生产的重要手段之一。本研究通过转基因等手段,对相关苹果NAC转录因子基因的功能进行了分析,为苹果抗旱性改良和矮化砧木培育提供了一些依据。本研究的主要结果如下:1.在苹果全基因组范围内鉴定出175个NAC转录因子。这些基因编码的NAC转录因子蛋白组成了一个较大的家族,它们可以被进一步分成26个亚家族。相同亚家族成员的蛋白序列和基因结构都比较相似。2.鉴定出15个与非生物胁迫相关的苹果NAC基因。应用实时定量PCR法分析了它们在干旱、盐、冷和高温胁迫下的表达模式,发现这些NAC基因与一种或多种非生物胁迫响应相关。在苹果中克隆得到了其中5个NAC基因的编码序列,并对它们的基因功能进行了分析,结果发现上述5个NAC蛋白都定位于细胞核。并且其中4个NAC蛋白具有转录激活活性。3.在‘金冠’苹果（Malus domestica‘Golden Delicious’）中克隆了一个与植株矮化表型相关的NAC基因,MdNAC1,并在转基因苹果中对其功能进行了鉴定。该基因在GL-3苹果中过表达后,转基因苹果自根苗植株表现出矮化表型,植株更低、节间更短、叶片更小、根系长度更短。过表达植株茎细胞大小没有明显变化,但茎皮层薄壁细胞数量变少,导致茎皮层厚度减小;茎中柱髓细胞数量减少,使中柱直径变小。转基因植株叶片变厚,叶上表皮、栅栏组织、海绵组织、下表皮厚度都有所增加。对转基因和野生型GL-3苹果叶片激素含量分析,发现MdNAC1过表达植株叶片脱落酸（ABA）和油菜素内酯（BR）含量显著降低,同时编码ABA和BR合成关键酶基因的表达受抑制,相关信号途径中一些关键基因的表达也发生变化,这些因素可能与MdNAC1转基因植株表现出的矮化表型相关。4.MdNAC1转基因苹果植株抗旱性增强。在干旱胁迫条件下,转基因植株叶片相对含水量更高,相对电导率更小,丙二醛的积累更少,光合色素含量更高。干旱条件下转基因植株能够维持较高的光合速率。在自然干旱胁迫条件下,MdNAC1转基因株系嫁接苗活性氧（H2O2和O2-）含量显著低于野生型,而相关抗氧化酶的活性高于野生型。表明MdNAC1基因的过量表达增强了干旱胁迫条件下植株的抗氧化能力,缓解了植株遭受干旱胁迫引起的损害。5.苹果MdSNAC1是胁迫响应的NAC转录因子基因,在抵御干旱胁迫中起正调控的作用。MdSNAC1基因受干旱、盐、冷和高温胁迫强烈诱导。在番茄（Lycopersicon esculentum）植株中表达后,在植株遭受干旱胁迫时,转基因番茄植株叶片相对含水量更高,相对电导率更低,光合能力更强,活性氧积累更少,而抗氧化能力更高。说明MdSNAC1基因能够增强转基因番茄株系对干旱胁迫的抗性。