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非生物胁迫是影响百合(Lilium spp.)生长发育的重要因素,也是导致百合产量和观赏品质下降,限制百合露地栽植应用的主要原因。卷丹(Lilium lancifolium)是亚洲分布最广的野生百合之一,具有较强的抗逆性,是百合属植物抗逆机制的理想研究对象。在植物复杂的非生物胁迫应答保护机制中,转录调控网络作为信号转导的终端是启动植物防御机制的关键,而转录因子在其中起着承上启下的作用。因此,本研究旨在利用基因共表达网络法从卷丹低温胁迫应答转录组文库中划分并鉴定应激功能模块,从中挖掘可能起关键作用的转录因子基因,对其进行分离鉴定及转基因功能验证,同时从上游调节因子至下游调控基因等方面揭示卷丹低温胁迫应答关键转录因子的转录调控通路,获得的主要结果如下:1.在重分析卷丹低温处理(4℃Cold Treat,CT)转录组(CK 0 h,CT 2 h,16 h)差异表达基因的基础上构建了基因共表达网络,挖掘得到了4个显著富集于各种非生物胁迫响应的基因模块以及其中可能起关键作用的来自MYB、NAC、ZFHD家族的3个转录因子基因。2.分离克隆了上述3个转录因子基因的基因全长,命名为Ll MYB3、Ll NAC2、Ll ZFHD4。亚细胞定位和转录激活活性分析发现,3个基因编码蛋白均定位于细胞核且具有转录激活活性。组织特异性和不同胁迫条件下表达模式分析发现,3个基因在卷丹鳞茎和花瓣中的表达量较高,并均能被低温、干旱、盐胁迫以及ABA处理诱导表达上调。3.从形态、生理生化和分子水平对过表达Ll MYB3、Ll NAC2、Ll ZFHD4转基因拟南芥分析发现,Ll MYB3和Ll NAC2基因能有效增强转基因株系对低温、干旱及盐胁迫的耐受性,但也会导致转基因拟南芥对ABA的敏感性增强;Ll ZFHD4基因也能一定程度上增强了转基因株系的抗寒性和抗旱性;3个基因均能提高转基因株系的渗透调节能力,并能诱导转基因株系中一些胁迫相关功能基因表达上调。4.分离克隆了3个基因的启动子区域,顺式作用元件预测发现3个基因的启动子区域存在多个非生物胁迫响应相关元件及激素响应相关元件,包括CRT/DRE、MYBRS、E-box、W-box、LTRE、ABRE和GARE-motif等。5.对3个启动子转基因拟南芥中GUS报告基因的组织特异性和不同胁迫条件下的表达模式以及GUS酶活性分析发现,在Ll MYB3启动子驱动下的GUS基因在转基因拟南芥叶脉中特异性表达;而Ll NAC2启动子能在低温、盐胁迫以及ABA处理后高效启动GUS基因的表达,使转基因拟南芥的GUS酶活性显著增强。6.分离克隆了卷丹低温应答转录因子Ll DREB1基因,通过酵母单杂交分析发现,Ll DREB1转录因子能识别并结合Ll MYB3、Ll NAC2、Ll ZFHD4启动子区域的CRT/DRE元件;利用双分子荧光互补技术分析发现,Ll DREB1和Ll NAC2、Ll NAC2和Ll ZFHD4转录因子间还存在蛋白互作。7.利用q RT-PCR进一步筛选得到了与Ll MYB3基因表达模式相似性显著的花青素合成相关基因Ll CHS,并分离克隆了Ll CHS的启动子区域。通过酵母单杂交分析发现,Ll MYB3转录因子能与Ll CHS的启动子片段互作,推测Ll MYB3转录因子能与Ll CHS的启动子的MYB结合位点结合,是Ll CHS的上游调控因子。