盐胁迫是影响作物生长及产量的主要非生物胁迫之一。谷子起源于中国,是抗逆性强的单子叶作物,因此,谷子已成为研究单子叶作物抗逆机制的理想材料。然而目前谷子抗逆功能基因组学研究刚刚起步,同时我国谷子资源极为丰富,所以从我国谷子品种中挖掘优异抗逆基因对于作物抗逆分子育种研究具有重要的理论及实际意义。自噬现象广泛存在真核生物内,自噬过程将细胞中变性或受损的细胞器和大分子降解后重新利用,维持细胞自身的代谢稳定,对于抵抗逆境胁迫发挥重要功能。目前,关于NF-Y类转录因子和自噬相关基因参与植物耐盐反应的报道较少。本研究通过分析谷子高盐胁迫转录组测序结果发现两个高盐胁迫响应基因,NF-Y类转录因子基因SiNF-YA5基因及自噬相关基因SiATG4基因,本研究对这两个基因的基本特性、表达特性、生物学功能、调控途径等方面进行了系统分析。主要研究结果如下:1.谷子NF-Y类转录因子基因SiNF-YA5功能分析及调控途径解析。从抗逆性强的谷子品种龙谷25中克隆NF-Y类转录因子SiNF-YA5,该基因全长924 bp,编码307个氨基酸,分子量为33.76 kD。SiNF-YA5定位在细胞膜和细胞核中。表达模式分析结果证明,SiNF-YA5受高盐、干旱、低氮等胁迫的诱导表达,对ABA处理不敏感。在拟南芥中过表达SiNF-YA5基因,分别在萌发期及苗期对转基因拟南芥的耐盐性进行鉴定。鉴定结果显示,SiNF-YA5转基因拟南芥株系在高盐胁迫下,在萌发期,萌发率和绿苗率都显著高于野生型拟南芥(WT)(P<0.01);在苗期,SiNF-YA5转基因拟南芥株系根系比WT更发达,转基因拟南芥株系的根表面积(P<0.01)和植株鲜重(P<0.05)显著高于WT,结果证明SiNF-YA5可以显著提高转基因植物的耐盐性。高盐胁迫响应相关基因表达分析结果证明,在高盐胁迫下,SiNF-YA5转基因拟南芥中,Na+/H+转运蛋白基因(NHX1)和种子胚胎发育后期丰富蛋白基因(LEA7)表达量相比WT显著提高,结果证明SiNF-YA5通过将细胞内过高的Na+区域化隔离到液泡中或者保护蛋白活性等生理机制提高转基因拟南芥的耐盐性。SiNF-YA5转基因拟南芥ABA处理实验结果显示,相比于WT,在萌发期及苗期,SiNF-YA5转基因拟南芥株系对ABA处理均不敏感,结果证明,SiNF-YA5提高植物耐盐性不依赖ABA信号途径。2.谷子自噬相关基因SiATG4特性及功能分析。从抗逆性较强的谷子品种龙谷25中克隆自噬相关基因SiATG4,该基因全长1443 bp,编码480个氨基酸,预测分子量为52.29 kD。SiATG4定位在细胞膜和细胞核中。表达模式分析结果显示,SiATG4基因受高盐、干旱等胁迫的诱导表达,同时响应ABA处理。在水稻中过表达SiATG4基因,分别在萌发期及苗期鉴定转基因水稻的耐盐性,鉴定结果显示,SiATG4转基因水稻种子在高盐胁迫下,在萌发期,萌发率显著高于野生型水稻(CK);在苗期,在高盐和PEG胁迫处理下SiATG4转基因水稻相比CK更加健康,植株鲜重显著高于CK(P<0.01)。结果证明在水稻中过表达SiATG4基因可以显著提高转基因水稻的耐盐性及抗旱性。总之,本研究初步分析上述基因的调控途径,通过本研究不仅为作物抗逆分子育种提供新的优异候选基因,而且为阐明谷子的抗逆调控网络创造了条件。