【摘 要】
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彩叶芋（Caladium bicolor）又名花叶芋,属于天南星科花叶芋属的多年生草本,其叶色独特鲜艳,是重要的观叶植物之一,也是重要的园林观赏和室内盆栽植物。彩叶芋种植过程中面临着很多环境胁迫,如温度、水分、光照等,干旱是比较常见的胁迫方式,尤其对于盆栽彩叶芋而言。因此,探索彩叶芋的抗旱性形成机理、改善彩叶芋抗旱能力就显得尤为重要。目前,分子生物学技术的发展为快速探索和改良植物的抗旱性提供了可能
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彩叶芋（Caladium bicolor）又名花叶芋,属于天南星科花叶芋属的多年生草本,其叶色独特鲜艳,是重要的观叶植物之一,也是重要的园林观赏和室内盆栽植物。彩叶芋种植过程中面临着很多环境胁迫,如温度、水分、光照等,干旱是比较常见的胁迫方式,尤其对于盆栽彩叶芋而言。因此,探索彩叶芋的抗旱性形成机理、改善彩叶芋抗旱能力就显得尤为重要。目前,分子生物学技术的发展为快速探索和改良植物的抗旱性提供了可能。转录因子通过调节相关基因的表达从转录水平上响应植物所受到的干旱胁迫,NAC转录因子便是一类参与植物干旱胁迫的转录因子。本实验在前期构建的彩叶芋转录组数据库中获得了一个注释为NAC8的基因,在此基础上克隆分离得到NAC8基因,并对其分子特性、表达特性及与抗旱性的关系进行了初步分析。主要研究结果如下:（1）根据彩叶芋转录组数据库中的序列信息,克隆得到彩叶芋NAC8基因的完整ORF框序列,将其命名为CbNAC8。CbNAC8完整ORF框序列长为1185 bp,G+C含量约为42%,A+T含量约为58%,共编码394个氨基酸。（2）彩叶芋CbNAC8基因编码蛋白的结构特征。通过Prot Param对CbNAC8蛋白进行预测分析,结果表明,CbNAC8蛋白的分子式为C1943H3026N552O594S18,蛋白分子量为44.20 k D,理论等电点为6.06。氨基酸组成中赖氨酸（Lys）所占比例最高,为8.4%,其次是天冬氨酸（Asp）,为7.6%,蛋白不稳定系数为37.02,属于稳定蛋白,总平均亲水性为-0.655,是亲水性蛋白。通过序列比对分析,发现CbNAC8蛋白包含NAC家族典型的NAM保守结构域,说明CbNAC8属于NAC家族的一员,并通过构建系统进化树分析发现CbNAC8蛋白属于Oo Ka分类方法中第Ⅱ类的ONAC003亚家族成员,与ANAC010亲缘关系最近。（3）为了解CbNAC8是否具有转录因子的基本特征,进行了CbNAC8的亚细胞定位预测和转录活性分析。通过Cell-PLoc 2.0在线预测亚细胞定位情况,结果表明CbNAC8定位在细胞核。利用酵母系统分析CbNAC8的转录激活活性,结果发现CbNAC8可以转录激活酵母细胞中Lac Z和HIS3报告基因的表达,说明CbNAC8具有转录激活活性。（4）为解析CbNAC8基因的表达特点,利用q RT-PCR技术研究了CbNAC8在彩叶芋不同组织及ABA和高温胁迫处理下的表达模式。结果表明,CbNAC8在彩叶芋不同组织中均有不同程度表达,其在叶片中的表达量最高,在茎中的表达量最低;在ABA和高温胁迫处理下,CbNAC8均显著下调。（5）为探索CbNAC8基因与抗旱生理指标的相关性,选取3个不同抗旱性品种的彩叶芋材料,研究CbNAC8基因在PEG模拟干旱处理不同时间段的表达情况,并结合4个抗旱生理指标探究彩叶芋CbNAC8基因的表达与抗旱生理指标之间的相关性。结果表明,干旱胁迫可以影响CbNAC8基因表达,且在抗旱性不同的彩叶芋品种中CbNAC8基因的表达模式存在明显差异;相关性分析表明,在24 h时,CbNAC8基因的表达量与叶片相对含水量显著相关。因此,在考察彩叶芋抗旱性时,CbNAC8基因的表达情况可以作为抗旱性鉴定的参考指标。（6）为研究CbNAC8基因的功能,构建植物超表达载体p CAMBIA2301G-CbNAC8分别同源和异源转化彩叶芋和烟草,通过PCR鉴定获得转基因植株。抗旱性分析实验结果表明,过表达CbNAC8基因的烟草抗旱性低于野生型烟草。初步表明彩叶芋CbNAC8转录因子可能在干旱胁迫中起负调控作用。
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