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由于气候变化,干旱成为当今世界亟待解决的重大环境问题之一。干旱对植物的生长发育有巨大影响,导致农作物产量急剧降低,严重影响人类的生存质量和经济发展。因此探索研究抗旱相关基因的功能及其对干旱胁迫响应的机制具有重大的理论意义和实践价值。目前,相关研究表明铁蛋白基因家族在植物抗逆反应中具有重要作用。本课题主要研究拟南芥中铁蛋白基因FER2在干旱胁迫下的响应机制及作用机理,并取得下列研究成果:1、干旱可以诱导FER2基因的表达,甘露醇模拟干旱表型分析显示功能缺失型突变体fer2-1,fer2-2植株较野生型更为敏感,表明FER2基因可能参与调控拟南芥对干旱胁迫的响应机制。2、干旱及复水的土培实验结果显示,干旱胁迫时,fer2-1,fer2-2植株较野生型植株敏感。复水处理后fer2-1,fer2-2植株的死亡率远高于野生型。与甘露醇模拟干旱实验结果结论一致。3、外源加入ABA可诱导FER2基因的表达。外源加入ABA对fer2-1,fer2-2突变体的表型及根长鲜重量化数据分析表明,突变体植株较野生型更为敏感。ABA可能参与调控FER2基因对干旱的响应。4、在铁离子和过氧化氢胁迫下,fer2-1,fer2-2突变体较野生型更为敏感,表明FER2基因可能通过鏊合植物体内自由铁,维持细胞内铁离子的稳态,减少Fenton反应催化活性氧(ROS)的生成正向调控植物对干旱胁迫的响应。5、在对其他胁迫如氯化钠、氯化钾、硫酸锌,硫酸铜、砷酸钠等胁迫分析下,fer2-1,fer2-2突变体的生长发育较野生型无显著性差异,FER2基因可能与盐胁迫及金属胁迫的响应机制无关。6、以全基因组DNA为模板克隆FER2基因及启动子序列,利用双酶切技术构建FER2过表达及Pro FER2-GUS融合基因表达载体。采用浸花法侵染拟南芥花序,经卡那霉素抗性筛选、PCR扩增等手段获得相应转基因植株。为后续的研究提供了不可或缺的实验材料。综上所述,干旱胁迫发生时植物体内ABA激增,诱导FER2基因大量表达并鏊合自由铁离子维持胞内铁离子平衡,通过抑制Fenton反应的发生降低活性氧ROS对植物的伤害,正向调控拟南芥对干旱胁迫的响应。