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I低温、高盐及干旱等逆境胁迫对植物的生长和发育造成严重的影响,谷胱甘肽还原酶(GR)作为抗氧化酶系统中的关键酶,在植物抵御逆境胁迫时发挥着重要作用。同时,逆境胁迫会影响植物体内花青素的合成,黄烷酮3-羟化酶(F3H)是花青素合成途径中的关键酶。柠条(Caragana korshinskii Kom.)为豆科锦鸡儿属灌木,具有较强的抗逆能力,能防风固沙、保持水土。本研究以荒漠植物柠条为实验材料,克隆GR基因和F3H基因序列,并对二者进行生物信息学分析、表达分析及其启动子的分离等研究,为荒漠地区植物抗逆性研究提供参考依据。主要结果如下:1.克隆得到柠条GR基因,该基因全长2122 bp,开放阅读框1650 bp,编码的蛋白质含549个氨基酸,分子量为59.2 kD,等电点为8.2。同源性分析结果显示,柠条GR和鹰嘴豆CaGR同源性最高。蛋白质序列分析表明,GR为亲水性蛋白,不含跨膜结构域,无信号肽结构。实时荧光定量PCR结果显示:GR基因在柠条根、茎和叶中均有表达,无组织特异性,叶中表达量最高。低温(4℃)、盐和干旱胁迫下,GR基因表达量都呈先升高后降低趋势,当低温胁迫时间为36 h,盐浓度为100 mmol/L及PEG质量分数为15%时,表达量分别达到最大。说明低温、高盐和干旱胁迫均能诱导柠条GR基因的表达,推测柠条GR基因参与了非生物胁迫应答。克隆得到柠条GR基因ATG上游启动子序列648 bp。分析发现,该启动子含有基本元件CAAT-box和TATA-box,同时含有与ABA、高温、干旱及其它胁迫诱导相关的顺势作用元件,说明该启动子可能受ABA、高温和干旱等胁迫的诱导。2.克隆得到柠条F3H基因,该基因全长1437 bp,开放阅读框1095 bp,编码的蛋白质含364个氨基酸,分子量为41.3 kD,等电点为5.9。同源性分析结果显示,柠条F3H和红豆草OvF3H同源性最高。蛋白质序列分析表明,F3H为亲水性蛋白,不含跨膜结构域,无信号肽结构。实时荧光定量PCR结果显示:F3H基因在柠条根、茎和叶中均有表达,无组织特异性,叶中表达量最高。低温、盐及干旱胁迫下,F3H基因的表达量都呈先升高后降低趋势,当低温胁迫时间为36 h,盐浓度为150 mmol/L及PEG质量分数为15%时,表达量分别达到最大;高温胁迫中,随着温度的升高,F3H基因的表达量整体呈升高趋势,温度为40℃时,表达量达到最大。说明低温、高盐、干旱和高温胁迫均能诱导柠条F3H基因的表达,推测柠条F3H基因参与了非生物胁迫应答。克隆得到柠条F3H基因ATG上游启动子序列468 bp。分析发现,该启动子含有基本元件CAAT-box和TATA-box,同时含有与光、ABA、高温及其它胁迫诱导相关的顺势作用元件,说明该启动子可能受光、ABA和高温等胁迫的诱导。