青稞（Hordeum vulgare L.var.nudum Hook.f.）是青藏高原地区最具特色的作物,在青藏高原农业历史文化和经济发展中有着重要的地位。青稞的生长和生产遭受青藏高原地区具低温、干旱、盐碱、贫瘠等多重非生物胁迫的影响。烟碱酰胺又称尼克酰胺、是烟酸的酰胺化合物。烟碱酰胺是麦根酸类的合成前体,也可以直接参与植物体内金属离子尤其是铁离子的转运、分配和贮存、同时在抗氧化、调控生长发育、应对多种非生物逆境胁迫中有至关重要的作用。本研究从主栽青稞品种“昆仑14”中克隆青稞烟碱酰胺合成酶基因HvnNAS1基因及其启动子片段,对其基因和蛋白的结构特点进行了分析。并对其在干旱、盐碱、低氮条件下的功能和表达模式进行研究。为更深入了解烟碱酰胺在多种非生物胁迫中的抗性机制研究奠定了一定基础。为通过分子育种手段解决青稞生产中面临的多种逆境胁迫和品质改良提供了依据。研究结果如下:1.青稞的HvnNAS1基因序列及其启动子片段与大麦Hv NAS1的序列完全一致。青稞HvnNAS1基因启动子片段具有较多的脱落酸、茉莉酸诱导表达元件。HvnNAS1蛋白有267个氨基酸组成,为疏水性稳定蛋白,没有跨膜结构,有丝氨酸2个,苏氨酸1个,酪氨酸2个共5个磷酸化位点,不具有信号肽。HvnNAS1蛋白二级结构具有α螺旋、β转角、延长链、无规则卷曲分别占氨基酸总数的54.68%、0.00%、12.36%、29.59%,Hv NAS1与Hv NAS3的亲缘关系最近。2.对HvnNAS1在青稞不同组织和盐、碱、干旱、低氮胁迫下进行表达模式分析并对HvnNAS1进行亚细胞定位。研究发现,青稞HvnNAS1主要在植物根系中表达,这与从大麦数据库中获得的结果一致。盐、碱胁迫只能诱导青稞根部HvnNAS1的表达,无法诱导叶片中HvnNAS1的表达。干旱、低氮胁迫可以诱导青稞叶片和根中的HvnNAS1表达。亚细胞定位表明HvnNAS1定位于细胞质中3.将青稞HvnNAS1构建过表达载体转入拟南芥中,对转基因拟南芥进行盐、碱、干旱、低氮非生物胁迫。研究发现,在盐碱、干旱、低氮胁迫下转基因拟南芥植株在种子萌发率、生长状态、生物量等指标上均明显好于野生型拟南芥植株,说明在拟南芥中过表达HvnNAS1能够提高拟南芥对盐碱、干旱、低氮胁迫的抗性。