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水稻(Oryza sativa L.)是最重要的粮食作物之一,全球有超过一半人口以稻米为主食。为了保证世界粮食安全,水稻生产者需要考虑各种可能导致水稻减产的逆境胁迫因素并找到应对方法。然而水稻对于外界诸多胁迫的调控机理仍是未解之谜,这导致水稻生产者找到应对水稻减产的方法变得极其困难。诸多研究表明v-myb avian myeloblastosis viral oncogene homolog(MYB)转录因子参与植物体内的抗逆响应过程。因此研究水稻MYB转录因子家族应对外界胁迫的机理对于揭示水稻抗逆胁迫机制变得极其重要,为水稻生产者找到胁迫减产的应对方法提供理论指导,对水稻的安全生产具有重大意义。本研究首先从水稻基因组中鉴定出所有的MYB转录因子家族成员,并对其进行了染色体定位分析;然后以水稻品种日本晴(Nipponbare)为材料,以下载获得的不同逆境胁迫下水稻日本晴的转录组测序数据为样本,分析生物逆境和非生物逆境胁迫下水稻不同MYB转录因子家族成员的表达特性,筛选获得分别应对生物逆境、非生物逆境和同时响应两种类型逆境胁迫的MYB家族成员,并进行了试验验证。具体结果如下。1.首先通过关键词“MYB”在水稻基因组中查找获得175条水稻MYB转录因子家族候选基因序列;再根据MYB家族的特征结构域,应用三种不同在线工具HMMER、NCBI-CDD和SMART分别进行成员鉴定。结果发现HMMER工具鉴定获得158个MYB家族候选成员,SMART鉴定获得137个MYB家族候选成员,而NCBI-CDD工具鉴定获得150个MYB家族候选成员。三个工具两两交叉验证后共获得151个MYB转录因子家族成员。染色体定位分析发现有28个MYB转录因子定位在1号染色体上,占比最高,为18.54%。而且,MYB家族成员在水稻的12条染色体上均有分布。2.对下载获得的不同逆境胁迫下水稻转录组RNA-seq数据分析结果表明,25个MYB家族成员响应非生物逆境胁迫,14个MYB家族成员响应生物胁迫。且在生物与非生物逆境胁迫下表达量均下调的MYB成员有3个,分别是Os10g0562100、Os05g0140100、Os11g0700500;在生物与非生物逆境胁迫下表达量均上调的MYB成员仅有1个,是Os10g0478300。3.利用2025个不同逆境胁迫条件下水稻转录组的基因芯片数据,进一步探究上述研究获得的逆境胁迫下均下调表达的水稻MYB基因Os11g0700500的调控机制。应用基因共表达分析技术,发现基因Os11g0700500可能涉及defense response、Phenylpropanoid biosynthesis以及hydrogen peroxide catabolic process等途径,说明水稻MYB基因Os11g0700500的确能参与抗逆胁迫的响应。随后的相关性分析发现水稻MYB基因Os11g0700500与Os06g0714600基因相关性较强,而Os06g0714600基因为油菜素内酯代谢途径中的负调控基因。试验证实Os06g0714600基因的启动子序列上具有多个MYB转录因子结合位点,并在其序列上获得了MYB转录因子Os11g0700500的结合位点,同时GUS染色试验也证明了Os06g0714600基因的前3000bp序列具有启动子功能。因此,分析认为水稻MYB家族成员Os11g0700500基因通过结合基因Os06g0714600上游的启动子区而调控基因Os06g0714600的转录及表达,进而影响油菜素内酯的代谢,调控水稻植株的抗逆反应。