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低温、盐碱、干旱是非常普遍的非生物胁迫,这些胁迫在不同程度上限制植物生长发育及分布,其中,低温时最常见的一种非生物胁迫,使农作物产量下降,制约着发展,使农民的收益受到危害。WRKY是植物体内存在较为广泛的转录因子,对植物的生长发育、开花、生殖起到起到重要的调控作用。本研究从紫花苜蓿中克隆得到MsWRKY46基因,连接到植物表达载体pCBM上,将MsWRKY46基因通过农杆菌转化法,转入模式植物烟草中,验证MsWRKY46基因的功能。主要研究结果如下: 1.MsWRKY46基因的克隆与序列分析 根据肇东苜蓿低温胁迫下转录组测序序列信息设计克隆引物,通过RT-PCR方法克隆获得MsWRKY46基因,该基因全长为1023bp,编码340个氨基酸。该蛋白含有一个WRKY结构域,经NCBI protein BLAST分析,发现MsWRKY与MtWRKY氨基酸相似性为90%,且在结构域内有3个差异位点。 2.MsWRKY46基因植物表达载体的构建 构建Ms WRK Y46基因植物表达载体,含有CaMV35S启动子和草丁膦(PPT)抗性。 3.MsWRKY46基因对烟草的遗传转化 利用农杆菌介导法将MsWRKY46基因转入模式植物烟草中,经过草丁膦(PPT)筛选共获得86株抗性植株。通过PCR初步鉴定共获得22株烟草阳性苗,通过qRT-PCR法对转基因烟草中基因的表达情况进行检测,其中10,16,86号三个株系表达量较高。 4.转MsWRKY46基因烟草的抗寒性分析 低温胁迫处理转基因烟草,对转基因烟草的抗寒能力进行分析。对胁迫处理后烟草进行观察,转基因烟草和野生型烟草的叶片都变得下垂和蔫枯,但是根据萎蔫的程度上来看,低温胁迫处理下野生型烟草严重,而转基因烟草程度轻。生理指标显示,在低温胁迫处理下,转基因烟草的相对电导率值、丙二醛含量、超氧阴离子含量、过氧化氢含量均低于野生型,可溶性蛋白含量、抗氧化酶活性、脯氨酸含量均高于野生型,说明MsWRKY46基因具有抗低温能力。