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人参(Panax ginseng C.A.Meyer)是五加科(Araliaceae)人参属(Panax)多年生草本药用植物,DNA binding with one finger(Dof)蛋白是植物中特有的一类转录因子。为初步探究人参中Dof基因的功能,本研究以实验室构建的吉林人参248,993 Unigenes数据库为基础,共挖掘75条吉林人参Dof Unigenes(Pg Dofs),其中有54条具备完整的开放阅读框和保守结构域。对这些基因进行生物信息学分析,挖掘出2条与皂苷含量相关的基因Pg Dof14-1和Pg Dof26-5,在吉林人参中克隆上述基因,并以根癌农杆菌和发根农杆菌介导法分别转化拟南芥和诱导人参发状根,以期为这两条基因的功能验证奠定基础,研究结果如下:1.75条Pg Dofs基因长度平均分布在200bp-2400bp之间。2.Dof蛋白普遍参与植物生物过程、分子功能与细胞成分三个方面,在level2水平上主要功能集中于8个功能类别:包括细胞过程(Cellular process,GO:0009987)、代谢过程(Metabolic process,GO:0008152)、生物调节(Biological regulation,GO:0065007)、生物过程调节(Regulation of biological process,GO:0050789)、结合功能(Binding,GO:0005488)、细胞(Cell,GO:0005623)、细胞器(Organelle,GO:0043226)和细胞部分(Cell part,GO:0044464)。3.进化树分析结果显示,全部基因均具有Zf-Dof motif,说明结构域在进化上比较保守,根据序列相似性将Pg Dofs分成5组。4.对Pg Dofs在吉林人参14个组织部位、42个农家品种和4个年生根中进行表达模式分析,Pg Dofs的表达具有一定的组织特异性和时空特异性。通过基因间互作网络的分析,确定了基因间的互作模式,Pg Dofs基因的表达活动并不是独立进行,而是相互影响参与植物的代谢过程。5.吉林人参Dof Unigenes与皂苷含量相关性分析的结果显示,有32条基因与人参皂苷含量变化显著相关;与人参皂苷合成途径中关键酶基因的相关性分析中,发现有46条基因与关键酶基因显著相关,其中有24条基因既与关键酶基因显著相关,又与皂苷含量显著相关。6.对24条Pg Dofs基因与关键酶基因的Network分析显示,Pg Dof14-1在P值逐渐严格的条件下,始终与CYP716A52v2-3基因直线相连。推测该基因的表达可能直接或间接地参与了人参皂苷的合成。7.SNP分析结果表明,在54个含有完整开放阅读框PgDofs基因中,有24条基因具有360个SNPs,其中有18条基因含有的165个SNPs对人参皂苷含量有显著影响。而其中的8条基因既与皂苷含量显著相关,又与关键酶基因表达量显著相关,分别是:Pg Dof25、Pg Dof28、Pg Dof24、Pg Dof26-3、Pg Dof17-2、Pg Dof26-5、Pg Dof29-1、Pg Dof20。8.根据Heatmap与Network及SNP的结果确定候选基因,并以人参发状根为材料进行冷胁迫处理,进行荧光定量PCR。结果表明,Pg Dof14-1基因相对上调表达,Pg Dof26-5基因相对下调表达。推测两条基因可能与人参的耐寒性有关。9.成功克隆PgDof14-1、PgDof26-5基因,构建植物表达载体并成功利用根癌农杆菌转化拟南芥,获得转化阳性拟南芥后,对阳性拟南芥进行低温处理,处理后的叶绿素显著高于野生型,初步验证了Pg Dof14-1和Pg Dof26-5基因具有抗冷功能。10.利用发根农杆菌侵染人参叶柄分别成功诱导了超表达Pg Dof14-1及Pg Dof26-5的人参发状根,并利用三段式PCR法初步证明Pg Dof14-1和Pg Dof26-5整合到了人参基因组中。