紫花苜蓿(Medicago sativa L.)是一种优质多年生豆科牧草,具有蛋白含量高、营养价值丰富的特点,在畜牧业发展中占有举足轻重的地位。然而,紫花苜蓿的秋眠和外界环境的改变(植被退化和土壤盐碱化),使得苜蓿的种植推广受到了一定限制。因此,打破秋眠和培育耐逆性较强的苜蓿新品种对于苜蓿产业的发展尤为重要。在拟南芥中早期脱水响应蛋白(ERD15)同时参与植物的生物胁迫和非生物胁迫应答,并且与ABA信号通路有较大关系。虽然该基因发现的较早,但是并没有人研究过其与休眠的关系,并且通过基因工程手段,利用ERD15改良植物抗逆性的比较少,尚无在紫花苜蓿中的研究报道。因此,研究苜蓿中ERD15对其秋眠以及苜蓿抗逆性有重要的理论意义和经济价值。本试验根据前人研究成果获得了一个早期脱水响应蛋白中的一个基因MsERD15及其c DNA序列,利用荧光定量PCR检测了MsERD15基因不同胁迫处理条件下的表达量变化以及其在大田自然环境下5-10月刈割后一个生长周期内苜蓿叶片内的表达量,同时对自然条件下植物营养生长期内MsERD15基因表达量与温度、降雨量和日照长度的相关性进行了分析。胁迫处理结果表明,MsERD15基因可被NaCl、PEG6000、寒冷、ABA诱导表达上调。其中MsERD15在NaCl处理下响应最为剧烈最大值是对照的46.7倍。MsERD15对寒冷和NaCl响应最为迅速在0.5小时差异就极显著。IAA处理抑制了MsERD15基因的表达,而GA3激素诱导后MsERD15基因表达水平无明显变化。推测其可能参与非生物迫应答过程,并受ABA诱导表达。在SA和MeJA胁迫初期(0.5和1h)MsERD15表达量不显著地下降,之后显著地升高,在12小时达到最大值,之后降低,但是也显著高于0h的对照,这可能与细胞内的SA和MeJA的水平有关,同时也说明MsERD15参与的SA和MeJA胁迫应答过程,而SA和MeJA可以作为生物胁迫的处理因子,表明MsERD15参与了生物胁迫的过程。自然环境下苜蓿的荧光定量PCR结果表明,MsERD15基因在5月到10月间,在刈割后的每一个生长周期内除了9月的生长周期,基本上都出现了先升高再将低的趋势,而9月的的则出现了“M”字的变化趋势,推测可能与其体内的生理过程有关,九月的时候苜蓿已经进入了秋眠状态,与平时生长表达模式不同。总体来说在6月21日前一级二级比八级九级苜蓿表达量低,之后结果与之相反。并且一级和二级苜蓿表达量呈持续上增,9月微降的趋势,而八级和九级则表现出先上升再下降再上升的趋势,但没有秋眠型高。推测可能由于不同秋眠级别的苜蓿对外界环境敏感反应不同,秋眠型对环境更为敏感,所以比非秋眠型表达量高。相关性分析结果表明,MsERD15基因的表达量在一级和二级苜蓿中与温度、降雨量呈正相关关系,与日照时间呈负相关关系,其中一级苜蓿中的表达量与降雨量和温度相关性显著,这个结果也说明了一级和二级苜蓿对外界环境的变化更为敏感,同时证实了MsERD15在秋眠型苜蓿应答外界环境变化方面起到了较为重要的作用。推测MsERD15通过光应答过程参与调节紫花苜蓿的秋眠。本试验构建了MsERD15基因过表达载体,利用农杆菌介导法转化紫花苜蓿,利用载体上的Bar基因,通过对基因组DNA筛选获得了1、2、7三株阳性植株。