过量表达StAPX的烟草在百草枯诱导的氧化胁迫下的表现

植株在逆境下经常会遭受氧化胁迫,为了探讨叶绿体抗坏血酸过氧化物酶(tAPX)与其抗氧化性的关系,从番茄叶片中分离得到类囊体膜抗坏血酸过氧化物酶基因(StAPX),利用农杆菌介导的叶盘法并转入烟草中。以野生型(WT),转正义StAPX烟草株系T3-3和T3-6为试材,测定了百草枯(MV)诱导的氧化胁迫条件下APX酶活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢(H2O2)含量、超氧阴离子(O2-)含量、种子发芽率及种苗的生长量变化等。结果表明,氧化胁迫下转基因烟草的种子发芽率、种苗的生长量、抗氧化酶活性和清除活性氧的能力都显著高于野生型。这些结果表明,StAPX的过量表达有助于提高烟草的发芽率及种苗的抗氧化能力。     

类囊体膜脂不饱和度的增加对番茄耐盐性的影响

【目的】探讨类囊体膜脂脂肪酸组成与耐盐性的关系。【方法】以野生型（WT）,转反义番茄叶绿体ω-3脂肪酸去饱和酶（LeFAD7）基因株系T2-8（-）和转正义LeFAD7基因株系T2-7（+）为试材,测定了类囊体膜脂脂肪酸组成,盐胁迫后的光合参数,叶绿素荧光参数和叶绿体活性氧清除酶活性。【结果】转正义基因番茄植株类囊体膜脂中亚麻酸（18﹕3）含量升高,亚油酸（18﹕2）含量下降,导致膜脂脂肪酸不饱和程度升高,而转反义基因番茄植株类囊体膜脂不饱和脂肪酸含量下降。盐胁迫下亚麻酸含量高的转正义基因植株的PSII最大光化学效率（Fv/Fm）和光合速率（Pn）下降程度较小,而转反义基因植株的下降程度较大。与WT相比,盐胁迫下转正义基因植株维持较高的叶绿体超氧化物歧化酶（SOD）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性, 和H2O2的含量较低。【结论】番茄类囊体膜脂不饱和脂肪酸含量的增加提高了番茄光合机构的耐盐性。     

超表达番茄GDP-D-甘露糖焦磷酸化酶基因马铃薯对温度胁迫的响应

 【目的】研究番茄GDP-甘露糖焦磷酸化酶基因（GMPase）在马铃薯中的超表达对其抵御温度胁迫能力的影响。【方法】利用已经获得的超表达番茄GMPase的两个转基因马铃薯株系,用野生型马铃薯作对照,比较其在常温（25/20℃）、温度胁迫（10/5℃低温处理3 d,35/30℃高温处理3 d）及25/20℃恢复3 d后GMPase的相对表达量、抗坏血酸（AsA）含量及其相关生理指标的变化。【结果】在常温、温度胁迫与恢复阶段,与野生型植株相比,转基因马铃薯植株具有较高的GMPase相对表达量、GMPase活性、AsA和脱氢抗坏血酸（DHA）含量;高温和低温胁迫后,转基因马铃薯的脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）、单脱氢抗坏血酸还原酶（MDAHR）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性均明显提高,丙二醛（MDA）和H2O2含量及细胞质膜透性均明显降低。【结论】番茄GMPase在马铃薯中的超表达可能有提高马铃薯植株抵御温度胁迫的能力。     

高温胁迫下转甜椒正义甘油-3-磷酸酰基转移酶基因（GPAT）烟草缓解PSⅡ光抑制

 【目的】探讨类囊体膜脂组成与高温光抑制的关系。【方法】以转甜椒正义甘油-3-磷酸酰基转移酶基因（GPAT）的烟草植株为试验材料，测定了类囊体膜脂组成，高温胁迫后的光合参数和叶绿素荧光参数。【结果】转基因烟草植株类囊体膜的单半乳糖甘油二脂（MGDG），双半乳糖甘油二脂（DGDG），硫代异鼠李糖甘油二脂（SQDG）和磷脂酰甘油（PG）的饱和程度均上升，其中MGDG饱和程度增加了16.2%，上升幅度最为显著。随胁迫温度的升高，转基因烟草植株与野生型植株Fv/Fm，ΦPSⅡ和Pn逐渐下降，但转基因植株下降幅度小于野生型，48℃时差异最为显著。【结论】转基因烟草植株类囊体膜脂脂肪酸饱和度增加，提高了PSⅡ热稳定性，缓解了PSⅡ光抑制。     

热激因子AtHsfA1a突变对热胁迫中拟南芥抗坏血酸过氧化物酶的影响

【目的】探讨热激因子AtHsfA1a突变对热胁迫中拟南芥抗坏血酸过氧化物酶的影响。【方法】以T-DNA插入AtHsfA1a基因突变拟南芥及野生型植株为材料,采用分光光度法比较热胁迫下不同基因型植株的抗坏血酸过氧化物酶(APX,EC1.11.1.7)活性的变化,RT-PCR法研究AtHsfA1a对APX表达的影响,染色质免疫沉淀技术和凝胶阻滞电泳分析体内外研究AtHsfA1a与APX基因启动子区的结合情况。【结果】在热胁迫下AtHsfA1a基因突变拟南芥植株中的APX的活性低于野生型,且AtHsfA1a基因突变拟南芥植株中的APX的mRNA的相对量低于野生型;体内研究发现在热胁迫下AtHsfA1a基因突变拟南芥植株中未筛选出APX基因启动子区片段,而野生型筛选出APX基因启动子区片段,体外研究发现AtHsfA1a与APX基因启动子区的结合是直接的。【结论】热激因子AtHsfA1a突变对热胁迫中拟南芥APX的影响是从转录调控水平直接影响APX的表达。     

棉花亲环素基因GhCYP1的功能分析

【目的】研究转棉花GhCYP1对烟草耐旱能力的影响。【方法】利用Gateway技术构建GhCYP1的植物表达载体pGWB-GhCYP1,采用农杆菌介导的遗传转化技术,获得融合目的基因的转基因烟草植株。以烟草野生型（WT）、L1和L2转基因系为试验材料,测定水分胁迫条件下烟草叶圆片中叶绿素的相对含量、叶片中相对水分含量、丙二醛含量和相对电导率。【结果】与野生型烟草植株相比,转GhCYP1烟草植株根系粗壮、发达。水分胁迫下转基因烟草叶圆片中的叶绿素相对含量显著高于野生型。水分胁迫3 d,WT、L1和L2中相对含水量、丙二醛含量和相对电导率无显著差异（P<0.05）。水分胁迫13 d,转基因系叶片中相对含水量明显高于野生型（P<0.05）,丙二醛含量和相对电导率均明显低于野生型（P<0.05）。【结论】干旱胁迫对野生型烟草产生了较大影响,而转基因烟草显示出较强的耐旱能力,表明GhCYP1的过量表达有助于提高烟草的耐旱能力。     

盐胁迫对TaERECTA转基因小麦种子萌发和幼苗生理特性的影响

【目的】研究TaERECTA基因超表达后对小麦耐盐性的影响。【方法】以转TaERECTA基因小麦为材料,分别在芽期和苗期高盐胁迫,测定种子发芽势、发芽率、发芽指数和相对盐害指数,以及植株枯萎数、幼苗抗氧化酶活性和丙二醛(MDA)含量。【结果】芽期盐胁迫下,与野生型(WT)株系相比,TaERECTA转基因小麦种子发芽势、发芽率和发芽指数较高,相对盐害指数较低(P0.05);苗期盐胁迫下,转基因小麦幼苗平均枯萎数较低,抗氧化酶活性较高,且SOD活性显著高于CK株系(P0.05)。【结论】一定盐胁迫下,TaERECTA基因超表达可以增强小麦耐盐性,其作用机制可能是TaERECTA激活组织细胞SOD酶活性,其他抗氧化酶相互协同减轻盐胁迫伤害。转基因株系L10相对盐害指数较小,综合抗盐能力较强,可作为下一步深入研究TaERECTA调控小麦耐盐性功能的重要材料。     

3个紫花苜蓿乙烯应答因子基因的克隆与分析

【目的】克隆3个紫花苜蓿乙烯应答因子基因,分析其在不同条件下的表达特性;构建植物表达载体并转化烟草,对转基因烟草的耐盐性进行初步鉴定。【方法】根据已获得的cDNA序列设计引物,扩增MsERF5、MsERF8和MsERF11的DNA序列,并分析基因结构;利用半定量RT-PCR技术分析其组织表达特异性和胁迫条件下的表达特性;通过农杆菌介导的方法转化烟草,鉴定盐胁迫条件下转基因烟草的表型和生理生化特性,初步验证其功能。【结果】MsERF5、MsERF8和MsERF11都不包含内含子。MsERF5在根、叶和花蕾中的表达量高于茎和花;MsERF8在根和叶中的表达量高于茎、花蕾和花;MsERF11在叶中的表达量最高;3个基因都能被多种非生物胁迫（盐、干旱、铝）和激素（脱落酸、赤霉素、乙烯利、水杨酸和茉莉酸甲酯）诱导,但表达模式不同。在盐浓度为200 mmol•L-1的筛选培养基上只有导入目的基因的愈伤组织能产生不定芽,250 mmol•L-1 NaCl处理再生植株10 d,转基因植株和野生型植株叶片的电导率和可溶性糖含量均呈现上升趋势,但野生型植株叶片的电导率显著高于转基因植株,可溶性糖含量则显著低于转基因植株（P＜0.05）;转基因植株和野生型植株叶片的叶绿素含量均呈现下降趋势,野生型植株叶片叶绿素含量显著低于转基因植株（P＜0.05）;盐胁迫条件下,转化不同基因的再生植株的电导率、叶绿素和可溶性糖含量没有显著差异（P＞0.05）。【结论】3个紫花苜蓿乙烯应答因子基因都不包含内含子,其表达具有组织特异性,都能被多种非生物胁迫和激素诱导,能够使烟草愈伤组织在含盐培养基上形成不定芽并最终产生转基因植株,且转基因植株的耐盐性高于野生型植株。     

过表达毛白杨线粒体APX基因烟草提高抗逆能力的研究

  目的  为了研究毛白杨线粒体APX（PtomtAPX）在抗逆过程中的作用，本研究对过表达PtomtAPX的转基因烟草进行抗逆研究。  方法  对过表达PtomtAPX烟草和野生型烟草进行干旱、盐、氧化胁迫处理后，测量相对含水量、叶绿素含量、丙二醛含量、APX活性、AsA消耗量、NADP/NADPH比值和SOD活性。  结果  通过对比转基因烟草植株与野生型植株的生长差异发现，在氧化胁迫、盐胁迫和干旱胁迫下，转PtomtAPX基因烟草的APX活性、相对含水量、叶绿素含量、AsA消耗量、NADP/NADPH比值升高量均明显高于野生型，其中转PtomtAPX基因烟草的APX活性为野生型的1.77倍，平均相对含水量为野生型的1.15倍，叶绿素含量为野生型的1.6倍，AsA消耗量为野生型的1.11倍，NADP/NADPH值为野生型的1.18倍，表明过表达PtomtAPX转基因植株清除活性氧的能力更强。  结论  在非生物胁迫下，PtomtAPX能消除H₂O₂，防止细胞损伤，在植物抗逆中发挥重要作用。      

转麻疯树甜菜碱醛脱氢酶基因提高烟草耐盐性

 【目的】研究麻疯树甜菜碱醛脱氢酶(JcBD1)的功能。【方法】通过RT-PCR和RACE的方法从麻疯树中克隆甜菜碱醛脱氢酶基因（JcBD1）的全长cDNA序列。将从麻疯树中克隆的JcBD1 cDNA与CaMV 35S组成型启动子融合,构建植物表达载体pBI-JB,利用根癌农杆菌介导转入烟草。对获得抗性的植株用PCR、RT-PCR及Western杂交检测分析,同时测定转基因烟草植株的电导率、JcBD1酶活性及抗盐性等特性。【结果】由JcBD1 cDNA序列推测的JcBD1氨基酸序列与已知的BADH具有很高的同源性,包括BADH家族绝对保守区域十肽“VSMELGGKSP”和半胱氨酸残基。这两部分区域在甜菜碱醛脱氢酶底物特异性结合过程中起着重要作用,与酶的催化活性有关。PCR及RT-PCR检测证明外源JcBD1已整合到烟草基因组中并成功表达,转化率为56.7%。转基因植株的电导率明显低于未转基因植株。盐胁迫处理后,在转基因植株的蛋白提取样中能检测到Western杂交信号,而在未转基因植株中没有检测到杂交信号;转基因植株的蛋白提取样中能检测到甜菜碱醛脱氢酶活性,而对照没有活性,表明JcBD1在转基因植株中得到了表达。转JcBD1烟草在盐胁迫下,生长势明显强于未转基因植株。【结论】JcBD1能在异源植物中正常翻译、表达;JcBD1是盐害胁迫相关的重要基因。     

PEG-6000和NaCl胁迫对转GbWRKY32基因烟草种子萌发及苗期生长的影响

【目的】研究GbWRKY32基因的抗旱及耐盐功能。【方法】以转GbWRKY32基因烟草以及本生烟草为材料,研究在不同浓度PEG-6000(0%、5%、10%、15%)以及不同浓度NaCl(0 mm、100 mm、150 mm、200 mm)处理下,对转GbWRKY32基因烟草种子萌发、全苗长、根系以及干重、鲜重的影响。【结果】(1)随着PEG-6000浓度的不断增加转GbWRKY32基因烟草种子与本生烟草种子萌发率全苗长、根系以及干重、鲜重不断降低;(2)在PEG-6000浓度达到15%处理14 d后,三个转GbWRKY32基因烟草株系的种子萌发率、全苗长、根系以及干重、鲜重明显高于本生烟草种子;(3)随着NaCl浓度的不断上升,其整体趋势与PEG胁迫相同;在NaCl浓度达到150 mm时,处理14 d以后三个转GbWRKY32基因烟草株系的种子萌发率、全苗长、根系以及干重、鲜重明显高于本生烟草种子;【结论】GbWRKY32基因转入烟草中可以明显提高烟草对干旱以及盐胁迫的抵御能力。     

盐生植物盐爪爪液泡膜钠氢反向运输载体基因(KfNHX1)遗传转化拟南芥的耐盐性鉴定

【目的】 研究盐爪爪液泡膜Na⁺/H⁺反向运输载体KfNHX1 (AY825250) 基因的耐盐功能,为耐盐育种提供候选基因。【方法】 采用农杆菌介导花序浸染的方法,将KfNHX1转入拟南芥中,结合基因组PCR和RT-PCR方法鉴定符合3∶1分离比的转基因株系;利用在盐胁迫下的萌发率、根长和表型分析,结合原子吸收分光光度计法测定叶片的Na⁺、K⁺含量,推断其耐盐性。【结果】 对抗生素筛选符合3∶1的转基因纯合株系进行基因组PCR和RT-PCR分析,证实KfNHX1基因在拟南芥基因组中整合和表达。盐胁迫下转基因株系的拟南芥种子的萌发率和根长明显高于野生型。200 mM NaCl胁迫处理15 d的拟南芥成苗,相较野生型叶片萎黄和死亡,转基因植株的生长表型较好,且积累了较高的Na⁺和K⁺。外源ABA的处理下,转基因植株的发芽率和生长表型也好于野生型。【结论】 盐爪爪(Kalidium foliatum)是一种藜科(Chenopodiaceae)盐生灌木,对盐的耐受性很强。液泡膜Na⁺/H⁺反向运输体(NHX)是在离子稳态中起重要作用的膜蛋白,通过调节胞间离子的跨膜转运来维持细胞内离子和pH平衡。盐生植物盐爪爪KfNHX1能够提高转基因拟南芥的耐盐性,具有提高植物耐盐性的潜力。     

异源表达irrE转基因烟草的耐盐耐旱性

【目的】IrrE是从耐辐射异常球菌中发现的全局调控蛋白,主要通过修复强辐射等逆境条件下DNA损伤,提高耐辐射异常球菌对极端逆境环境的抗性。研究按植物密码子优化的irrE后导入烟草对转基因烟草耐逆能力的提高,为棉花等作物耐逆育种研究打下基础。【方法】按照植物密码子优化细菌irrE并合成基因;通过酶切连接法构建irrE植物表达载体;通过叶盘法转化烟草并PCR验证获得阳性转基因再生苗;通过实时荧光定量PCR(q RT-PCR)分析转基因株系中irrE的表达量;通过蛋白免疫印迹法(Western blot)检测IrrE编码蛋白;通过NaCl和甘露醇模拟盐处理和干旱处理分析纯和转基因株系的耐盐耐旱性,通过测定抗逆相关生理指标鉴定其对植物耐逆的贡献。【结果】按照植物密码子对irrE进行改造,共优化了241个密码子;构建了高效植物表达载体GBI-IE;利用除草剂草甘膦作为筛选剂获得转基因再生幼苗,并通过PCR验证共获得15个独立的转基因株系;通过q RT-PCR分析从中选取两个表达量最高的株系GO1和GO2进行后续的抗逆性分析;Western blot验证IrrE编码蛋白在GO1和GO2中能正确翻译。转基因烟草耐盐耐旱性分析:种子萌发试验表明,正常1/2 MS培养基上,转基因株系GO1和GO2发芽率和非转基因野生型对照之间没有明显的差异。然而250 mmol·L~(-1)NaCl培养基上GO1和GO2萌发率分别为78.8%和90.0%,野生型仅为10.3%,分别提高了68.5%和79.7%。类似地,300 mmol·L~(-1)甘露醇条件下,野生型的萌发率为39.7%,转基因株系GO1和GO2分别提高了42.9%和50.8%;正常萌发的种子移栽到250 mmol·L~(-1) NaCl和300 mmol·L~(-1)甘露醇条件12 d后,转基因株系根长、侧根数以及鲜重等生理指标显著高于野生型对照;温室中正常生长30 d的苗期烟草在250 mmol·L~(-1) NaCl处理下,转基因烟草SOD、CAT活性比野生型对照分别提高了48.80%和88.55%,而MDA含量比野生型对照降低了61.61%,胁迫响应基因Nt ABF2、Nt LEA5、Ntzfp、Nt CDPK2在GO1和GO2转基因株系中表达量均显著高于非转基因野生型。和盐处理结果类似,300 mmol·L~(-1)甘露醇的处理下,转基因烟草的耐旱生理生化指标均优于非转基因对照。【结论】烟草中异源表达耐辐射异常球菌irrE可以显著提高耐盐耐旱性;其多效性耐非生物胁迫能力的提高表明其可作为植物耐逆基因工程的优良基因源。     

EM菌对NaCl胁迫下核桃幼苗生长、光合特性及抗氧化系统的影响

【目的】 研究EM菌(Effective Microorganisms)对盐胁迫下核桃幼苗生长、光合特性及抗氧化系统的影响。【方法】 采用盆栽试验,分析不同 NaCl浓度(0、0.4%、0.8%和1.2%)持续胁迫下,接种EM真菌对和田厚皮实生核桃幼苗耐盐性的影响。【结果】 随着盐胁迫浓度的升高,各处理幼苗生物量、光合能力及抗氧化能力均显著降低。在不同 NaCl浓度胁迫条件下,接种EM菌的幼苗生物量、光合能力以及超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性均显著高于非菌根植株,而叶片相对电导率和丙二醛(MAD)含量显著低于非菌根植株。盐胁迫后,非菌根植株的幼苗叶片相对电导率、MAD含量、SOD和POD酶活性变化幅度明显大于接种EM菌的幼苗。【结论】 核桃幼苗对盐胁迫比较敏感,EM菌可提高幼苗生物量、光合能力及抗氧化能力,从而提高核桃幼苗耐盐性。     

胡杨PeAPY1和PeAPY2调控拟南芥耐盐机制研究

本文研究了胡杨apyrase基因(PeAPY1和PeAPY2)对植物耐盐性的影响。以PeAPY1和PeAPY2过表达拟南芥、拟南芥Atapy1和Atapy2突变体、野生型(WT)拟南芥及空载体(VC)为实验材料,研究盐胁迫条件下的植物根长、相对电导率、细胞活力、H₂O₂水平、eATP浓度、抗氧化酶活性的变化。研究结果显示:低盐浓度(50 mmol/L NaCl)对拟南芥各基因型的生长和生理生化指标没有显著影响;而高盐浓度(100 mmol/L NaCl)抑制了各株系的根长生长、细胞活力和抗氧化酶(超氧化物歧化酶/SOD、抗坏血酸过氧化酶/APX、过氧化氢酶/CAT)活性,却提高了相对电导率、H₂O₂水平和eATP浓度。但与Atapy突变体株系相比较,PeAPY过表达株系受高盐胁迫的影响较小。主要是由于PeAPY1/2的过表达提高了apyrase酶活,下调了eATP浓度及其诱发的活性氧水平,同时,过表达株系还通过保持抗氧化酶活性来抑制H₂O₂的水平,从而降低活性氧及其对膜脂的过氧化,保持了膜的稳定性、细胞活力和生长,最终提高了植物耐盐性。      

大豆水杨酸结合蛋白基因GmSABP2的克隆及功能分析

【目的】对大豆（Glycine max）水杨酸结合蛋白基因GmSABP2进行克隆与表达分析,并转化拟南芥进行耐盐、耐干旱分析,进一步了解该基因耐盐、耐干旱的分子机制。【方法】以拟南芥SABP2为探针,搜索大豆基因组数据库,从中挑选出同源性最高的序列,将其命名为GmSABP2。利用电子克隆技术,从大豆叶子中克隆得到大豆水杨酸结合蛋白基因GmSABP2。通过DNAMAN程序进行氨基酸的多序列比对,利用NCBI的CD-search进行氨基酸的保守结构域分析,应用MEGA程序进行系统进化树分析。对大豆幼苗进行盐和干旱胁迫处理来分析其在胁迫下的表型变化。通过Real time-PCR分析大豆幼苗在盐和干旱处理条件下GmSABP2的表达特性。利用Gateway技术构建植物表达载体pEarleyGate103-GmSABP2,转入根癌农杆菌EHA105,利用蘸花法侵染拟南芥,经抗性筛选得到转基因株系。对野生型植株和转基因植株进行盐和干旱胁迫处理,并统计在胁迫条件下两者的种子萌发率、主根长和成熟植株的存活率。【结果】克隆得到GmSABP2的cDNA序列,序列全长1 235 bp,其开放阅读框为786 bp,编码261个氨基酸,分子量为29.15 kD,等电点为5.58。氨基酸序列比对发现大豆和毛白杨、可可以及烟草相似度较高。利用NCBI的CD-search发现大豆SABP2序列中存在一个Abhydrolase_6（pfam：12697）水解酶保守结构域。大豆SABP2蛋白属于α/β水解酶超家族。应用MEGA程序构建多物种的系统发生树,发现大豆和毛白杨及可可亲缘关系较近,而与拟南芥亲缘关系较远。对大豆幼苗胁迫后的表型分析发现,在盐和干旱条件下大豆幼苗均受到明显的胁迫效应。Real time-PCR分析表明大豆幼苗叶子中的GmSABP2在盐和干旱处理条件下均上调表达。拟南芥耐逆性分析发现,在正常培养条件下,野生型植株和转基因株系均能正常萌发、生长。在高盐（150 mmol·L^-1 NaCl）处理条件下,野生型植株的种子萌发率为38%,12 d大小幼苗主根长为0.4 cm,成熟植株的存活率为49%;转基因株系的种子萌发率为67%,12 d大小幼苗主根长为1.1 cm,成熟植株的存活率为78%。在模拟干旱（20% PEG6000）处理条件下,野生型植株的种子萌发率为31%,12 d大小幼苗主根长为0.5 cm,成熟植株的存活率为36%;转基因株系的种子萌发率为57%,12 d大小幼苗主根长为1.0 cm,成熟植株的存活率为66%。【结论】GmSABP2在拟南芥植株对盐和干旱的抗性中有一定的作用。     

谷子转录因子SiNAC18通过ABA信号途径正向调控干旱条件下的种子萌发

【目的】谷子(Setaria italica L.)具有显著耐旱性。研究旨在通过反向遗传学方法分析并鉴定在干旱条件下影响植物萌发过程的重要调控因子,为研究作物干旱条件下种子萌发的调控机制创造条件。【方法】使用Clustal X 2.0和MEGA 5.05软件对谷子SiNAC18蛋白序列及其同源序列进行多序列比对,并构建系统进化树;利用real-time PCR方法检测SiNAC18在不同胁迫条件下的表达模式;通过瞬时转化的方法分析SiNAC18蛋白亚细胞定位;在拟南芥中过表达SiNAC18,分析SiNAC18的生物学功能;分析SiNAC18在转基因拟南芥中可能控制的下游基因。【结果】SiNAC18全长1 074 bp,编码由357个氨基酸组成的亲水性蛋白,分子量约为38.8 k D;系统进化树分析表明SiNAC18属于NAC转录因子家族第Ⅰ组的NAP亚组,与拟南芥基因At NAC29同源性最高;氨基酸序列比对结果显示,SiNAC18与其他物种包括水稻、拟南芥、大豆和玉米中同源性最高的NAC类转录因子蛋白的N端都具有A、B、C、D和E这5个保守结构域,蛋白C端具有高度多态性,证明SiNAC18的N端序列与其结合下游基因启动子元件相关;real-time PCR结果显示,SiNAC18在干旱(PEG)、ABA、高盐(Na Cl)及过氧化氢(H2O2)处理条件下的表达量明显上升;亚细胞定位结果表明SiNAC18蛋白定位于细胞核中;基因功能分析结果显示,在ABA和PEG胁迫处理下,SiNAC18转基因拟南芥与野生型种子的萌发率存在明显差异:在正常生长条件下,野生型拟南芥WT和SiNAC18转基因拟南芥的萌发率基本一致,在PEG浓度为10%和15%的MS培养基上,SiNAC18转基因拟南芥的萌发率显著高于WT。在2和5μmol·L-1 ABA处理条件下,转基因拟南芥的萌发率显著低于WT;下游基因表达分析结果显示,ABA信号途径相关基因At RD29A,脯氨酸合成相关基因At P5CR和At PRODH以及过氧化物酶基因At PRX34在SiNAC18转基因株系中的表达量高于WT中的表达量,表明SiNAC18通过调控这些下游基因影响转基因植物在干旱条件下的萌发率。【结论】谷子NAC类转录因子基因SiNAC18可能通过ABA信号途径、氧化胁迫调控等途径正向调控植物在干旱条件下的萌发过程。