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黄花苜蓿（Medicago falcalta L）是一种优良的豆科牧草。具有抗逆性强、抗寒、抗旱、耐贫瘠、寿命长等特性，是苜蓿育种中最重要的抗性基因源。从本实验室构建的“黄花苜蓿冷诱导基因缩减杂交文库”里筛选出编码肌醇半乳糖苷合成酶基因(MfGolS)，并从黄花苜蓿中克隆了MfGolS基因，在烟草中表达，获得了转MfGolS基因烟草。本文通过半定量RT-PCR分析了该基因在温度胁迫、盐胁迫、脱水胁迫和ABA处理条件下的表达规律，同时还探讨了该基因在紫花苜蓿和截型苜蓿中的同源基因在低温下的表达规律。本研究中还对转MfGolS基因烟草进行低温、干旱、高盐等逆境条件下的抗性分析，并测定了转基因烟草的糖类物质含量。本文还从截型苜蓿中克隆了MfGolS的同源基因的启动子及其上游调控序列，并进行了相关的生物信息学分析。主要研究结果如下：
1.黄花苜蓿中MfGolS表达特征分析
半定量RT-PCR的结果表明，MfGolS在低温胁迫下其表达量会迅速上调，表明该基因与黄花苜蓿的抗冷性密切相关。低温胁迫后，黄花苜蓿、截型苜蓿和紫花秋眠型8级的GolS基因均被诱导表达，但截型苜蓿和紫花秋眠型8级中该基因表达的上调强度不及黄花苜蓿大，且黄花苜蓿受诱导表达持续的时间比截型苜蓿和紫花苜蓿要长。该基因在高盐的胁迫下迅速上调，而在脱水的胁迫下，只有低水平的诱导上调。外源ABA对MfGolS的表达没有影响，表明MflG0lS的表达不受ABA信号转导系统控制。
2.黄花苜蓿、截型苜蓿和紫花秋眠型8级低温诱导后糖含量测定
HPLC的结果表明，在低温诱导后，黄花苜蓿、截型苜蓿和紫花秋眠型8级中葡萄糖、蔗糖、肌醇、肌醇半乳糖苷、棉子糖和水苏糖等糖类物质的含量均呈上调趋势，但是黄花苜蓿中糖含量上调的强度大于截型苜蓿和紫花秋眠型8级。
3.转MfGolS烟草TI代植株的抗逆性分析
通过对野生型烟草与转MfGolS基因Tl代和Tz代烟草植株在正常条件和低温、干旱、盐处理等逆境胁迫下生长状况的变化研究，表明在低温、干旱、盐处理等逆境胁迫下，野生型烟草受到逆境的影响，生长状况明显不如正常条件下；而过量表达MfGolS的转基因TI代和T2代烟草则在上述逆境下表现出比野生型更强的抗性，受到逆境的影响明显比野生型植株小，说明MfGolS与植物的抗逆性关系密切。
4.截型苜蓿中MfGolS同源基因的启动子及其上游序列的克隆
利用NCBI数据库中该基因序列设计PCR引物，从截型苜蓿的基因组DNA中扩增出MfGolS同源基因的启动子及其上游约2000 bp的序列。利用生物信息学的方法，对该序列的结构与功能进行了生物信息学分析和预测。