麦冬ERF转录因子的克隆与功能研究

麦冬（Ophiopogon japonicus）是百合科沿阶草属多年生常绿草本植物，具有抗逆性强，绿期长，耐荫性强等特点。因此，从麦冬中挖掘优质的抗性基因资源，可以为培育出抗逆性强、综合性状良好的转基因草坪草奠定基础。本项目在建立乙烯诱导的抑制性差减文库及全长cDNA文库的基础上获得麦冬OjERF基因全长序列，并対该基因的序列进行生物信息学分析；以均一化的cDNA为模板，观察OjERF基因在干旱、低温和盐迫诱导下的表达模式及建立整个生长周期各部位（根、匍匐茎、叶）的表达模型；同时分析该基因的核定位功能以及与GCC-box、DRE-CRT顺式作用元件的结合特性和转录调控激活作用。通过构建植物表达载体将OjERF基因转入烟草中，观察该基因对植株抗逆性的影响，并对下游抗逆功能基因的表达情况进行分析，进而全面揭示麦冬OjERF基因的功能以及在非生物胁迫的信号传导途径中所发挥的作用。

麦冬是非常重要的多年生常绿植物，在中国分布广泛，经常被用作园林绿化植物，也是非常重要的中国传统药材。麦冬抗性强。克隆耐旱和耐盐碱相关的基因，研究其在植物胁迫响应机制中的作用和功能能够为植物抗性育种提供理论依据和育种基因资源。本项目成功克隆并鉴定了麦冬的OjERF转录因子，并对OjERF基因的功能通过过表达烟草进行了分析。研究结果显示：.1. OjERF具备一个AP2/ERF典型结构域，推测它具有核定位信号和转录激活区，N-端保守的氨基酸MCGGAII元件，将它归属于ERF类转录因子第四类，是麦冬转录因子家族中的新基因。.2. 基因表达谱研究结果表明OjERF基因在根茎叶中都表达，不具有组织特异表达性，且 OjERF基因在麦冬中的表达受到干旱、高盐、低温、ABA和乙烯不同程度的诱导。亚细胞定位结果显示：OjERF蛋白定位于细胞核中。转录自激活分析证明该基因具备转录自激活功能。.3. 过表达OjERF的转基因烟草中，在盐胁迫下，和对照相比叶绿素含量升高3倍。干旱处理20天，转基因烟草的电解质渗透率，丙二醛含量均低于对照。此外，脯氨酸含量，抗氧化酶活性如SOD，CAT均高于对照。说明OjERF提高了烟草的耐旱性和耐盐性。此外，过表达OjERF的烟草植株中，抗性相关基因如NtERDlOB, NtERDlOC, NtERF5, NtSOD and NtCATl以及ABA合成相关基因都受到诱导表达。