转录因子可通过调控下游相关基因的表达,影响植株应答非生物胁迫。研究表明,WRKY和AP2/ERF转录因子超家族的部分成员参与了植物对低氮胁迫的响应。本研究鉴定了一个小麦WRKY转录因子基因Ta WRKY24和一个小麦AP2/ERF转录因子基因TaERF9,并初步分析了二者应答低氮胁迫的功能。TaWRKY24的cDNA全长621 bp,编码蛋白包含207个氨基酸,含有一个WRKY保守域和一个C2HC型锌指基序。使用TaWRKY24编码的氨基酸序列在Pfam数据库中检索,得到WRKY保守结构域,基于Triticum aestivum v2.2小麦数据库,利用HMMER对小麦WRKY-Ⅲ家族成员进行查询和分析。共得到28个Ⅲ族成员,根据其WRKY保守域的结构可分为Ⅲa和Ⅲb两个亚族,Ⅲa和Ⅲb分别包含11和17个成员,以上成员在染色体上不均匀地分布。其中,TaWRKY24属于Ⅲb亚族,位于4 D染色体。亚细胞定位分析显示其定位于细胞核。对TaWRKY24低氮胁迫下的表达特征研究发现,其在小麦根和老叶中的表达量都上调,根中的最高表达量出现在胁迫后12 h,老叶则在3 h达到最大值,而新叶中胁迫后12 h后才有所上调,恢复正常供氮24 h后,三组织的表达量又回到初始丰度。利用蛭石培养法和Murashige&Skoog（MS）水培法,对超表达TaWRKY24株系（OE）和野生型（WT）烟草表型分析发现,低氮胁迫下,与WT相比,OE1和OE3均表现出明显的生长优势,根系增长、侧根和根毛增多和叶面积升高。对光合参数的测定发现,OE1和OE3的叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率和气孔导度明显升高,胞间二氧化碳浓度下降。与根系生长相关的PINs基因表达研究表明,OE1和OE3的NtPIN1、NtPIN3、NtPIN4和NtPIN9发生上调表达。结合氮同化和转运相关参数进一步研究表明,低氮胁迫下,超表达烟草根和叶中的硝酸盐转运蛋白基因NtNRT1;1s和NtNRT1;2s、硝酸还原酶基因NtNR2和NtNR3、亚硝酸还原酶基因NtNIR4和NtNIR3以及叶中谷氨酰胺合成酶基因NtGS1、NtGS2、NtGS5和NtGS7的基因表达水平均较WT都上调。而且,氮同化相关酶的活性分析发现,超表达植株叶中NR、NIR和GS活性也增加。对活性氧清除系统的分析发现,低氮胁迫下,超表达植株叶中的NtFeSOD、NtCAT1、NtCAT1;1、NtPOD1;1和NtPODl:2的基因表达水平明显上调,SOD、POD和CAT等抗氧化酶（AE）活性也增强,MDA含量降低。结合NBT和DAB染色分析显示,超表达植株中H2O2和O2-的含量在低氮胁迫下较WT明显降低。应用酵母双杂交技术发现,TaWRKY24和TaMAPK4以及TaWRKY24和TaERF9间存在互作关系,且TaWRKY24的上游启动子区包含AP2/ERF转录因子可能结合的GCC-box顺式作用元件。上述结果说明TaWRKY24可能通过增强光合作用、改变根系构型、改善氮同化酶系统、加强活性氧清除系统以及蛋白质互作等途径参与对低氮胁迫的抵御。在植株应答低氮胁迫的信号网络中,TaWRKY24、TaMAPK4以及TaERF9之间可能存在联系且发挥着重要作用。TaERF9的cDNA全长861 bp,编码蛋白包含287个氨基酸。TaERF9含有1个典型的AP2保守域,属于AP2/ERF超家族中的ERF家族,定位于细胞核。研究TaERF9在低氮胁迫下的表达特征发现,与TaWRKY24的时空表达模式基本相似,其在根和老叶中不同时间点的表达量都上调,在根中9h表达量达到最高,老叶的最大值出现在胁迫后3 h,而新叶中的表达仅在9 h和12 h时有所上调。恢复正常供氮24 h后,三组织的表达量又回到初始丰度。利用DNA重组技术,构建了融合TaERF9的过表达双元表达重组载体,通过农杆菌转化法获得过表达该基因的烟草和小麦转基因株系。对TaERF9启动子区分析发现,包含多个低氮胁迫相关的顺式作用元件。构建pGBKT7-TaERF9重组载体,通过酵母双杂交技术分析发现,TaERF9与TaMAPK3蛋白之间存在相互作用,暗示了 TaMAPK3和TaERF9、TaMAPK4和TaWRKY24三者参与的低氮信号途径间也可能存在密切联系。本研究丰富了对小麦WRKY和AP2/ERF转录因子参与抵御低氮胁迫功能的认识,也为作物耐低氮的遗传改良提供了理论依据。