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非生物逆境胁迫是限制植物生长和产量的主要环境因子。在非生物逆境响应中,转录因子通过结合靶基因启动子上的顺式作用元件或其它功能分子结构起重要作用。NAC(NAM/ATAF/CUC)大家族是一个大的植物特有的转录因子家族。本论文以生长在西北干旱和盐碱环境下的胡杨(Populus euphratica Oliver)为研究对象,研究了胡杨NAC转录因子家族参与抗旱和耐盐性状的分子调控机制。从胡杨、毛果杨和拟南芥基因组中鉴别出419个NAC基因,进化树分析可分成九个亚家族。137个胡杨PeNAC基因的基因结构和保守模块分析显示,它们在序列上是相对保守的。从PeNAC家族中鉴别出71对同源基因对,其中65对是由片段倍增事件产生,另外6对是串联倍增事件产生。Ka/Ks分析表明PeNACs经历了纯化压选择。基于胡杨在盐或干旱逆境下的转录组分析,属于SNAC、NTL1、NTL2和CUC亚家族中的一些PeNAC基因的表达水平被上调或下调。ANAC基因共表达分析显示只有几个属于SNAC或NTL2亚家族的成员参与水或盐逆境响应。在盐或干旱逆境胁迫下,胡杨中多个SNAC-B组基因表现出不同的表达模式。从毛果杨中鉴定出三个SNAC蛋白,PeNAC034和PeNAC045分在ATAF亚组,而PeNAC036分在RD26亚组。亚细胞定位和转录激活分析表明,三个SNAC转录因子是定位于细胞核中,并且在C-端含有转录激活结构域。PeNAC034在叶中丰度较高表达,而PeNAC045和PeNAC036在茎中表达水平较高。在干旱和盐逆境处理下,PeNAC036在整个植株中被诱导表达,但是PeNAC034在茎和根中被抑制,PeNAC045在根中被抑制。在野生型拟南芥中过表达PeNAC036(OEPeNAC036)和在突变体anac072中回补PeNAC036(anac072/PeNAC036)的株系增加了对盐和干旱的抗性,而在野生型拟南芥中过表达PeNAC034(OEPeNA C034)和在突变体ataf1中回补PeNAC034(ataf1/PeNA C034)的株系提高了了对盐和干旱的敏感性。干旱和盐处理后,OEPeNAC036 和 anac072/PeNAC036 株系中的 COR47,RD29B,ERD11,RD22 and DRE B2A表达水平被上调,而在OEPeNAC034和ataf1/PeNAC034中被下调。在毛白杨中过表达PeNAC045与野生型或空载体株系相比,净光合速率、气孔导度和蒸腾速率都有所降低。植物miR164家族是高度保守的,miR164调控保守的靶基因属于NAC转录因子。胡杨中miR164家族含有六个成员,产生两种成熟体序列(miR1 64a-e和miR164f),并且靶向7个NAC基因。在烟草中共表达和5’-RACE证实了 peu-miR164直接剪切PeNAC070、PeNAC012和PeNAC028 的mRNAs。在非生物逆境胁迫下,pri-peu-miR164a/b/c/d/e 与 peu-miR164a-e 有相似的表达模式,而PeNAC070和PeNAC081表现出与peu-miR1 64a-e相反的表达模式。PeNAC70启动子中存在多个逆境相关顺式作用元件(ABRE,MBs,Box-W1,GC-motif,and W-box),但是只有一个(HSE)在peu-MIR164b的启动子,进一步证明peu-miR164和PeNAC070对非生物逆境有不同的响应。组织化学染色(GUS)显示ProPeNAC070::GUS转基因拟南芥在NACl、甘露醇和ABA处理下GUS活性增加,而Propeu-MIR164b::GUS株系中在ABA处理下GUS活性下降。亚细胞定位和转录激活分析表明PeNAC070定位于细胞核中,在C-端有转录激活活性。过表达PeNAC070的拟南芥促进侧根发育,延缓茎伸长以及增加对干旱和盐逆境的敏感性。三个SNaC基因差异性调控非生物逆境抗性。胡杨对极度干旱和盐环境的适应能力可能与miR164的组织特异性调控以及PeANC基因的启动子特异性调控有关。本研究表明参与干旱和盐逆境响应的NAC转录因子在胡杨适应荒漠生长环境中具有重要的调控作用,这些NAC基因为树木品种耐逆改良提供了基因材料。