世界水资源的70%用于农林灌溉。随着人口的增长、工业的发展以及全球气候变暖,植物所能分配到的水资源将会越来越少。但是人类生活所必需的粮食,衣服等需求却与日俱增,这些产品大多为植物生产出来的。面对如此的困境,需要我们用更少的水来生产更多的农副产品,需要我们培育较高水分利用效率的植物来维持世界的可持续发展。本实验是在实验室前期基因芯片分析结果的基础上,在欧美杨NE-19中克隆得到一个2,844bp cDNA序列。因与拟南芥ERECTA基因一致性较高,将其命名为PdERECTA。PdERECTA是富含亮氨酸的类受体蛋白激酶家族的一个成员,它包含三个保守的结构域,分别是膜外富含亮氨酸的受体结构域,跨膜结构域和膜内Ser/Thr激酶结构域。通过洋葱表皮亚细胞定位分析表明PdERECTA定位于质膜上。对PdERECTA基因的组织特异性表达分析发现PdERECTA主要在细胞分裂比较活跃的组织中表达。在模式植物拟南芥中过表达PdEREcTA,我们发现转基因株系的光合速率明显的提高,然而蒸腾速率却有所降低。从而导致转基因株系的水分利用效率显著提高。进一步的研究表明,转基因株系除了具有较大的光合面积,其光合作用Rubisco最大羧化速率(Vmax)和电子传递最大速率(Jmax)较野生型明显提高,使得转基因株系有较多的光合产物积累。利用扫描电镜观察叶片下表皮气孔的密度发现,转基因植株的气孔密度降低,蒸腾速率随之下降。用稳定碳同位素和称重法两种方法测得转基因植株具有较高的长期水分利用效率。我们得出转基因植株无论是在瞬时水分利用效率还是在长期水分利用效率都优于野生型植株,外源基因PdERECTA的转入明显提高了植株的水分利用效率研究表明欧美杨NE-19的PdERECTA基因在调控水分利用效率方面发挥重要作用。我们的工作为将来开展与水分利用效率相关的基因工程奠定了基础。