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蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)是一年生豆科苜蓿属植物,因其具有基因组小,遗传转化效率高等特点,是继拟南芥(Arabidopsis thaliana)和水稻(Oryza sativa)之后的第三个完成全基因组完整测序的模式植物。由于其与紫花苜蓿等豆科植物的亲缘关系较近,相关基因的研究也可以为紫花苜蓿及其它豆科植物提供参考和借鉴。本研究对蒺藜苜蓿A17叶片进行不同时长(0、3、8 h)的干旱处理,取样后进行转录组测序,每次处理重复3次,共计9个样品。通过对转录组测序数据的挖掘及加权共表达网络分析,构建加权共表达网络,探究蒺藜苜蓿干旱逆境胁迫下脯氨酸的积累机制,试验共计找到三个关键模块,其中LightCyan模块相关性最高(cor=-1),并在LightCyan模块中确定一个模块身份值(MM)较高的醛脱氢酶基因家族基因Medtr2g042330,通过鉴定蒺藜苜蓿全基因组下的醛脱氢酶基因家族:将Medtr2g042330命名为MtALDH7A1,并对其进行试验验证:首先采用实时荧光定量qPCR技术检测不同干旱胁迫处理下地上和地下部位MtALDH7A1基因的表达模式,验证转录组数据的准确性;构建1300-2*35S-GFP植物过表达载体以获得过表达MtALDH7A1转基因拟南芥纯合植株,并进行转基因植株的初步功能研究。取得如下结果:1.两两比较不同干旱时长处理下的基因表达量,分别发现了5747、9096、4059个差异基因(Fold change≥2,FDR<0.05),将所有的差异基因进行聚类,共聚为8类,其中三个阶段均上调的基因为948个基因,均下调的基因为1306个基因。将所有的差异基因进行韦恩分析显示共有969个差异表达基因是三个阶段共有的差异基因。将以上3223个基因,作为研究的后续基因。2.为了进一步筛选与脯氨酸代谢关系密切的基因,构建具有高度拓扑性质的加权共表达网络,得到10个基因共表达模块,三个关键模块,其中LightCyan模块相关性最高,在LightCyan模块确定一个模块身份值(MM)较高的醛脱氢酶基因家族(ALDH)基因Medtr2g042330。3.基于拟南芥(Arabidopsis thaliana)的14个ALDH基因,利用BLAST方法在蒺藜苜蓿基因组鉴定到28个蒺藜苜蓿中ALDH基因家族成员,并根据醛脱氢酶命名委员会(AGNC)建立的标准,将Medtr2g042330命名为MtALDH7A1。4.将MtALDH7A1转入拟南芥获得转基因植株,对其进行盐和干旱处理,进行初步功能验证,结果表明MtALDH7A1的过表达,通过影响根的生长及侧根数量的增多来增加对盐胁迫和干旱胁迫的胁迫抗性。