【摘 要】
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近年来,干旱胁迫是对植物影响最严重的非生物胁迫之一。利用基因工程技术培育高质量的耐逆境植物,已经成为一种改善生态环境的有效策略。转录因子是植物体内具有特定结构的蛋白质分子,ERF是AP2/ERF转录因子中一个重要的亚家族,可直接或是通过调控下游靶基因的表达参与植物的非生物胁迫响应。本实验在前期研究的基础上,以ERF016（Potri.006G138900.1）过表达84K杨（Populus abl
【基金项目】
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山西省基础研究计划（自由探索类）项目（20210302123425）； 山西农业大学“十四五”生物育种工程项目（YZGC140）； 山西省高等学校科技创新项目（2021L099）； 山西省林业重点研发计划项目专项； 国家自然科学基金（31800564）；
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近年来,干旱胁迫是对植物影响最严重的非生物胁迫之一。利用基因工程技术培育高质量的耐逆境植物,已经成为一种改善生态环境的有效策略。转录因子是植物体内具有特定结构的蛋白质分子,ERF是AP2/ERF转录因子中一个重要的亚家族,可直接或是通过调控下游靶基因的表达参与植物的非生物胁迫响应。本实验在前期研究的基础上,以ERF016（Potri.006G138900.1）过表达84K杨（Populus abla×P.glandulosa）株系（OX）、ERF016抑制表达84K杨株系（RNAi）以及非转基因84K杨株系（WT）为研究材料,对其耐旱功能进行分析。结果表明:（1）生物信息学分析表明,ERF016与其余11个与水分胁迫相关以及根系生长相关的ERF家族基因均具有典型的AP2类蛋白的结构特征。ERF016定位在细胞质和线粒体,其基因编码的氨基酸序列与其他基因在多处有相同氨基酸序列,证明有相同或相似结构。（2）地上部分分析表明,正常条件下,OX、WT与RNAi的株高、基径、叶片数、地上部分鲜重、叶片含水量、SOD活性、POD活性、CAT活性、MDA含量、脯氨酸含量以及可溶性糖含量均没有显著差异;WT的地上部分生物量显著大于OX与RNAi;OX的地上部分含水量与RNAi相似且显著大于WT;OX的叶片相对含水量显著大于WT与RNAi;RNAi的水势、可溶性淀粉含量以及NSC含量大于WT显著大于OX;干旱处理下,OX、WT与RNAi的株高、基径、叶片数以及地上部分生物量均没有显著差异;OX的叶片及地上部分含水量、叶片相对含水量、地上部分鲜重、SOD活性、CAT活性、可溶性糖含量、可溶性淀粉含量以及NSC含量均大于WT与RNAi;OX的POD活性、MDA含量、脯氨酸含量均小于WT与RNAi;OX的水势与RNAi相似均大于WT。（3）细胞学分析表明,正常条件下,OX、WT与RNAi的导管直径以及导管壁厚度没有显著差异;OX的导管密度大于WT与RNAi。干旱胁迫导致导管直径减小,导管壁变厚,OX的导管密度及导管壁厚度大于WT与RNAi;OX的导管直径小于WT与RNAi。（4）根系形态指标分析表明,正常条件下,OX、WT与RNAi的根系生物量及含水量没有显著差异;WT的根系鲜重、根总长、根总表面积、根总体积大于OX与RNAi;OX的根平均直径、侧根数量及不定根数量大于WT与RNAi;干旱处理下,OX、WT与RNAi的根系生物量、根总长、根总表面积、根总体积、根平均直径没有显著差异;OX的根系鲜重及含水量、侧根数量及不定根数量大于WT与RNAi。综上所述,转录因子ERF016通过促进杨树侧根系以及不定根系的生长发育,同时促进茎端导管密度增加,保证了水分的正常运输,提高了杨树的抗旱性。本实验为系统研究转录因子ERF016的功能提供理论依据。
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