甘薯(Ipomoea batatas)是世界上重要的粮食、饲料、蔬菜、工业原料和新型能源作物。提高甘薯产量已成为当前甘薯育种的主要方向之一。MADS-box蛋白是一类重要的转录因子,在植物生长发育及抗逆等过程发挥着重要功能。我们利用转录组数据及甘薯近缘野生种I.trifida全基因组数据在甘薯(Xu22)中筛选并克隆到8个MADS-box基因;利用实时定量RT-PCR对其在甘薯各组织的表达特性进行了分析;对甘薯幼苗进行了非生物胁迫和激素处理,利用实时定量RT-PCR分析了8个MADS-box基因对非生物胁迫和激素的响应,筛选到一个可能与甘薯块根发育和抗逆相关的MADS-box基因Ib MBP4,利用农杆菌转化法在番茄中异源超表达了该基因,初步分析了Ib MBP4的功能。主要研究结果如下:(1)通过转录组数据及I.trifida全基因组数据库筛选到8个MADS-box基因,以甘薯栽培种徐薯22叶、茎、根混合c DNA为模板,克隆了8个MADS-box基因。(2)通过生物信息学分析了8个MADS-box蛋白的基本理化性质。对各MADS-box基因进行了亚细胞定位预测,发现这8个基因都定位于细胞核,这与MADS-box基因的亚细胞定位保持一致。利用DANMAN对8个MADS-box基因进行了蛋白序列比对,结果显示MADS区和K区的同源度较高。利用MEGA5.1对8个MADS-box基因进行了系统进化分析,结果显示这8个基因分属于6个不同的MADS-box亚家族。(3)通过实时定量RT-PCR研究了8个MADS-box基因在甘薯叶、茎以及块根不同发育时期的表达特性。其中,Ib MBP4基因在块根发育初期表达量显著升高,并随着块根的发育表达量逐渐下降,这暗示了Ib MBP4基因可能参与了甘薯块根发育和膨大过程。(4)对甘薯幼苗进行了非生物胁迫处理(包括模拟干旱、高盐、低温和高温),实时定量RT-PCR结果表明8个MADS-box基因对不同处理有着不同程度的响应。其中,高盐和干旱均强烈诱导了Ib MBP4基因的表达,表明该基因可能参与了甘薯抗盐、抗旱的调控过程。(5)为进一步验证非生物胁迫处理的结果以及分析MADS-box基因在甘薯块根发育中的功能,我们对甘薯幼苗进行了激素(包括抗逆相关激素:脱落酸(ABA)、油菜素内酯(BR)、茉莉酸(JA)及甘薯块根发育相关激素:吲哚乙酸(IAA)、赤霉素(GA)和玉米素(ZT))处理,通过实时定量RT-PCR分析发现8个MADS-box基因对不同激素处理响应差别较大,其中,Ib MBP4对ABA、JA及BR的处理表现出强烈响应,进一步表明该基因可能参与了甘薯的抗逆过程。此外,块根发育相关激素IAA及ZT均诱导了Ib MBP4的表达,进一步表明该基因可能调控了甘薯块根形成及膨大过程。(6)为进一步分析Ib MBP4的功能,我们构建了Ib MBP4基因沉默和超表达载体,结合番茄遗传转化体系,分析了Ib MBP4的功能。结果显示,Ib MBP4影响了胁迫相关基因(Sl CAT1和Sl PR5)及根发育相关基因(Ib EXP1和Ib AGPL1)的表达,表明该基因可能调控了胁迫响应及根发育过程。