极端温度、干旱和高度盐碱化等不良环境影响陆地植物的生长和发育,严重时甚至导致植物死亡。为了适应不良的生长条件,植物进化出了复杂而精准的分子调控机制,ERF转录因子在调控网络中发挥重要作用。本研究以“Meyer”品种为试验材料,揭示日本结缕草(Zoysia japonica L.)中ZjERF3转录因子的特性和生物学功能,研究结果如下:1.从日本结缕草中分离了一个AP2/ERF转录因子家族的新成员,命名为ZjERF3,该基因开放阅读框为642 bp,编码213个氨基酸。保守结构域分析表明ZjERF3含有一个AP2保守结构域,符合ERF亚家族成员的特征。构建进化树发现其与弯叶画眉草(Eragrostis curvula)ERF亚家族蛋白的亲缘关系最近。利用q RT-PCR检测ZjERF3基因的表达情况,结果表明ZjERF3基因在日本结缕草的不同部位及不同发育时期表达量均有差异,在成熟叶片中表达量最高。此外ZjERF3基因表达受ET、Me JA、Na Cl及低温条件的诱导,但受ABA、PEG6000处理的抑制。2.为探析ZjERF3基因编码蛋白的亚细胞定位情况,成功构建35S::ZjERF3::YFP载体,本生烟草瞬时表达结果证明ZjERF3定位于细胞核。构建p GBKT7-ZjERF3载体,转化Y2H Gold酵母感受态细胞,SD/-Trp-His-Ade培养基上的生长情况表明ZjERF3蛋白具有转录自激活活性。3.构建酵母表达载体pYES2,将其转化到酵母菌株YPH500,同时转入空载体。观察转入重组质粒和空载体的酵母细胞在盐、干旱和低温胁迫条件下的生长情况发现,携带pYES2-ZjERF3的酵母细胞的生长速度明显快于转pYES2空载体的酵母细胞。表明ZjERF3基因转入酵母中可以提高酵母细胞对3种胁迫的抗性。4.构建植物表达载体p3302Y3-ZjERF3,转入农杆菌菌株GV3101,采用侵染花序法转化拟南。在正常浇水条件下,野生型和转基因拟南芥的各指标间没有差异。盐和干旱胁迫下,转基因植株的发芽率和鲜重明显低于野生型,而叶片相对含水量、可溶性糖、脯氨酸含量均高于野生型,电导率和丙二醛的含量则低于野生型。可以看出转ZjERF3基因的拟南芥在萌发期对胁迫条件更敏感性,但在苗期的抗性却比野生型强。表明ZjERF3基因参与对盐和干旱胁迫的应答。在极端低温处理下,转基因拟南芥的存活率显著高于野生型,表明ZjERF3基因同样参与对低温胁迫的应答。本研究结果表明,ZjERF3蛋白具有较强的转录自激活活性,定位在细胞核中,在植物中过表达能够显著提高转基因植株的生长及渗透调节能力从而提高植株对胁迫条件的抗性。本研究为深入阐明ZjERF3的调控途径提供了理论依据。