干旱、盐、低温等非生物胁迫限制着苜蓿的生长发育，NAC转录因子参与调节植物的发育进程，在植物发育的不同阶段和胁迫响应过程中发挥着至关重要的作用。本研究从紫花苜蓿中克隆得到MsNAC103基因。将该基因利用农杆菌介导法转入模式植物烟草中，通过PCR鉴定得到转基因植株。分析MsNAC103基因在植物抗干旱方面的功能，并为紫花苜蓿遗传育种保留优良的遗传资源。主要研究结果如下：
　　1.MsNAC103基因的克隆与序列分析
　　筛选获得紫花苜蓿MsNAC103基因，根据测序结果设计克隆引物，获得MsNAC103基因。该基因全长1338bp，编码445个氨基酸，在蛋白序列的第7-133位之间存在1个NAM保守结构域。MsNAC103蛋白没有跨膜结构域，属于不稳定性蛋白，其二级结构为：α-螺旋占14.83%，延伸链占13.71%。进化树分析显示，紫花苜蓿MsNAC103与蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)MtNAC亲缘关系最近，序列比对发现2个蛋白之间存在有63个差异位点，其中有4个氨基酸的插入，在NAM结构域内共有7个差异位点。
　　2.MsNAC103基因的组织特异性表达及非生物胁迫表达
　　MsNAC103基因在紫花苜蓿根、茎、叶、花和荚果中都有表达，其中表达量最高的部位是花，最低是荚。MsNAC103的表达受到干旱胁迫的诱导，其表达量随着时间的延长先上升后下降，在1h时明显积累且表达量最高。同样在低温胁迫下，MsNAC103基因的表达在1h时表达量最高，在ABA胁迫下，MsNAC103基因下调表达，在3h和12h时下降幅度较大。
　　3.pCAMBIA1305-MsNAC103表达载体构建与烟草遗传转化
　　将克隆获得的MsNAC103基因与表达载体pCAMBIA1305连接，构建pCAMBIA1305-MsNAC103重组载体，其中载体包含CaMV35S启动子和筛选基因Bar。将MsNAC103基因导入烟草中。通过潮霉素抗性筛选，得到20棵抗性苗，并对其进行PCR和qRT-PCR检测，PCR鉴定结果显示，筛选获得的植株中，18棵为阳性植株。qRT-PCR检测结果显示，1号、3号和13号株系中目的基因的表达量最高。
　　4.转MsNAC103基因烟草抗性分析
　　在150mmol/L甘露醇处理下，对转基因和野生型烟草的表型变化进行观察。结果显示，在干旱胁迫下转MsNAC103基因烟草打孔叶片的失绿现象较少，整株表型的萎蔫程度也低于野生型烟草。对干旱处理3周的烟草进行复水实验发现转MsNAC103基因烟草的恢复能力比野生型烟草更强，表现出较强的抗旱性。
　　对干旱处理下的转MsNAC103基因和野生型烟草的相关生理指标进行测定发现，在干旱处理下，转MsNAC103基因烟草的叶绿素含量、渗透性物质含量(可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸)和抗氧化物酶(SOD、CAT、POD)活性均显著高于野生型烟草。丙二醛和活性氧含量明显低于野生型烟草。对干旱胁迫后烟草叶片进行DAB、NBT染色发现，转MsNAC103基因烟草的染色程度低于野生型烟草。综合实验结果显示，过表达MsNAC103基因可以提高转基因烟草的抗旱性。