【摘 要】
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AP2/ERF家族被认为是植物发育和应答胁迫反应中最大的植物特异性转录因子之一。为了探索PtaERF194转录因子在耐旱方面的潜在功能,本研究以高抗逆性‘717’杂交杨为材料,培育了过表达（PtaERF194-OX）和抑制表达（PtaERF194-RNAi）转基因株系。利用形态学和生理学方法对比分析了转基因植株和非转基因植株（WT）的株高、导管、水分利用效率（WUE）、栓塞（PLC）和叶绿素含量。
【基金项目】
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国家自然科学基金（31800564）； 山西省林业重点研发计划项目专项； 山西省高等学校科技创新项目（2021L099）； 山西农业大学“十四五”生物育种工程项目（YZGC140）； 山西省基础研究计划（自由探索类）项目（20210302123425）；
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AP2/ERF家族被认为是植物发育和应答胁迫反应中最大的植物特异性转录因子之一。为了探索PtaERF194转录因子在耐旱方面的潜在功能,本研究以高抗逆性‘717’杂交杨为材料,培育了过表达（PtaERF194-OX）和抑制表达（PtaERF194-RNAi）转基因株系。利用形态学和生理学方法对比分析了转基因植株和非转基因植株（WT）的株高、导管、水分利用效率（WUE）、栓塞（PLC）和叶绿素含量。并对WT、PtaERF194-OX和PtaERF194-RNAi进行干旱处理,比较其耐旱性方面的指标。主要研究结果如下:1.PtaERF194基因的编码序列为468 bp,编码155个氨基酸。对其结构分析发现,PtaERF194蛋白在氨基酸序列2-56 aa处有一个保守的AP2结构域。亚细胞定位结果表明PtaERF194蛋白定位到细胞核中。2.成功构建PtaERF194基因的过表达载体和抑制表达载体,并进行杨树遗传转化,培育PtaERF194-OX株系14个,PtaERF194-RNAi转基因株系27个。3.生理指标分析表明,PtaERF194基因在杨树中过表达时,会抑制组培苗的生长。PtaERF194-OX植株的株高、节间长度和叶面积远小于WT和PtaERF194-RNAi植株,而PtaERF194-RNAi植株与WT相比,没有显著的差异。叶片的长宽比显示,PtaERF194-RNAi植株比WT和PtaERF194-OX植株小得多。叶色分析发现,与WT相比,PtaERF194-RNAi植株为黄绿色,PtaERF194-OX植株为深绿色,且PtaERF194-OX植株的叶绿素含量最高。4.细胞学分析发现,PtaERF194基因在杨树中过表达增加了转基因植株导管的数量,但减小了导管的大小。5.抗性生理指标分析表明,PtaERF194-OX植株具有良好的耐旱效果。干旱胁迫发现,WT和PtaERF194-RNAi植株在干旱条件下,植株的生长会受到显著抑制。并且与WT和PtaERF194-RNAi植株相比,PtaERF194-OX植株具有相对较低的栓塞（PLC）、较高的水势和水分利用效率（WUE）。6.基于转录组测序,从PtaERF194-OX植株中鉴定出144个差异表达基因（DEGs）,其中包含12个响应胁迫的差异表达基因。基于RNA-Seq的表达模式分析发现,7个DEGs和PtaERF194基因在PtaERF194-OX植株的茎和叶中表达量都上调,而3个DEGs下调。
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