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植物醛酮还原酶(AKR)超家族在逆境胁迫中具有重要意义,为了分析和验证其在苜蓿属(Medicago)植物中的作用,采用同源克隆方法获得紫花苜蓿AKR基因,用荧光定量分析、转基因等方法,对其功能进行了验证,以期为改善豆科牧草耐盐性提供理论依据。主要研究结果如下:1、从蒺藜苜蓿基因组中筛选获取了 30个醛酮还原酶基因家族成员,分析了它们的基因的性质、蛋白的基本特性、保守域以及顺式作用元件等。PEG、NaCl和ABA处理15个家族成员表达量的分析结果表明,MtAKR1、MtAKR5、MtAKR11、MtAKR14、MtAKR20和MtAKR29的表达水平明显升高,可作为醛酮还原酶家族抗逆调控的候选基因进一步研究。2、以MtAKR1基因序列为模板设计引物,通过同源克隆方法从紫花苜蓿中克隆到一个AKR基因,命名为MsAKR1,对其进行了基因长度、氨基酸组成蛋白二级结构和三级结构等特征分析,并构建表达载体pCAMBIA3301-MsAKR,分别转化拟南芥和紫花苜蓿。组织表达分析结果表明MsAKR1基因在叶片中表达量较高,是根中表达量的30倍。拟南芥原生质体亚细胞定位结果显示MsAKR1在叶绿体中表达。3、使用低温(4℃)、NaCl(200mM)和 PEG6000(50g·L-1)对紫花苜蓿进行胁迫处理并对MsAKR1基因表达量进行分析。RT-qPCR分析表明上述胁迫处理后MsAKR1基因在紫花苜蓿根和叶中均上调表达。推测MsAKR1基因可能在紫花苜蓿中参与这些胁迫的应激调控。4、基因组水平检测获得了18株转MsAKR基因拟南芥阳性苗,选取两个转基因株系进行抗逆研究。竖直板中长势分析结果表明,盐胁迫下转基因拟南芥的长势优于WT,在NaCl浓度为150mM和甘露醇浓度为200mM时差异较显著。200mMNaCl溶液处理野生型、突变体材料与T3代转基因拟南芥材料的结果表明,转基因株系的长势、株高均优于WT和突变体材料。对其生理指标进行测定,结果表明转基因株系中的CAT含量高于WT及突变体,MDA含量低于WT和突变体。5、基因组水平检测共获得30株转MsAKR基因紫花苜蓿阳性株系,选取两个株系进行紫花苜蓿的抗逆研究。结果表明,NaCl(250 mM)溶液处理下,转基因株系的长势、叶色均优于WT。转基因株系中的CAT活性高于WT,MDA含量低于WT。研究结果表明MsAKR1基因可能在紫花苜蓿耐盐等逆境调控过程中发挥重要作用。