【摘 要】
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自然天气灾害对农林业发展有着极大的遏制。林木遭受非生物胁迫后会产生一系列生理生化代谢反应,严重时还会影响林木的生长发育和形态结构改变。乙烯响应因子（ERF）是植物中特有的一类转录因子,是响应环境胁迫的重要转录调控因子。通过调控转录因子控制下游基因的表达,在抵御非生物胁迫过程中发挥重要作用。白桦（Betula platyphylla）为桦木科桦木属植物,树体通直,树皮光滑呈白色可以剥落,是我国重要的
【基金项目】
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国家自然科学基金,白桦冷驯化过程中转录因子BpERF98调控COR基因的研究（31870659）；
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自然天气灾害对农林业发展有着极大的遏制。林木遭受非生物胁迫后会产生一系列生理生化代谢反应,严重时还会影响林木的生长发育和形态结构改变。乙烯响应因子（ERF）是植物中特有的一类转录因子,是响应环境胁迫的重要转录调控因子。通过调控转录因子控制下游基因的表达,在抵御非生物胁迫过程中发挥重要作用。白桦（Betula platyphylla）为桦木科桦木属植物,树体通直,树皮光滑呈白色可以剥落,是我国重要的观赏和用材树种,具有重要的经济和生态价值。白桦可以在东北地区的极端天气下生长,具有很强的耐低温能力,然而目前对于其响应低温的机制研究并不深入。了解白桦抵抗低温的分子机理,对于提高其他物种的耐低温能力具有理论指导意义。本研究通过实验室前期实验分析发现BpERF98基因（Bpev01.c0050.g0103.m0001）属于AP2/ERF转录因子家族中的ERF亚家族,且在低温胁迫后该基因的表达量显著上调。为此展开研究如下:（1）对BpERF98基因进行功能分析,构建p BI121-BpERF98-GFP的融合表达载体,瞬时转化到洋葱表皮细胞中,结果表明该基因的表达产物定位于细胞核。（2）对BpERF98基因的启动子序列进行在线数据分析,含有大量的核心启动元件和抗逆相关元件,包括TATA框、CAAT框、ABRE和CGTCA等,由此推测BpERF98在响应非生物胁迫中发挥重要作用。利用QPCR实验对白桦进行组织特异性分析,构建该启动子载体获取瞬时转化植株并用于GUS染色实验,QPCR实验结果与GUS染色实验结果相一致,结果显示该基因主要在叶片中表达。（3）使用瞬时转化的过表达BpERF98白桦植株进行转录组测序,获得大量差异表达基因。对其进行GO富集分析发现,大量基因与刺激的响应、生物调节、细胞过程和代谢过程等通路有关。BpERF98基因的过量表达可以增强相关抗逆基因的表达。（4）通过农杆菌介导法获得过表达BpERF98的转基因白桦植株。对转基因白桦和野生型白桦在低温、冻害和盐胁迫下的生理指标数据进行差异性分析。通过分析发现,在低温、冻害和盐胁迫下转基因白桦的丙二醛含量及相对电导率均低于野生型株系,且转基因株系SOD和POD酶活性的增长明显高于野生型株系。以上表明,过表达BpERF98基因的白桦植株在应对低温、冻害和盐胁迫时可以增强细胞内SOD和POD酶的活性,维持细胞内的稳定从而提高其抵御胁迫的能力。这为研究白桦在低温和盐胁迫下形成的分子机制及抗性分子育种提供了理论基础和资源。
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