芒属植物是多年生草本植物,具有生物质产量高、适应性广、投入成本低等特点,是一种极具潜力的能源植物。开发能在盐碱地、沙漠等边际土地生长的芒属种质是现在的研究重点。近年来,发现了许多能提高植物抗逆性的胁迫相关基因。作为植物特有的NAC转录因子参与了植物多种生物学过程,包括生长发育、侧根形成、激素调控、衰老以及非生物胁迫和激素响应等。本研究以探寻具有潜在价值能改良芒属植物抗逆性的NAC基因为目的,通过序列分析、表达模式分析、转基因拟南芥鉴定功能等方法,对南荻中的一些胁迫相关的NAC转录因子进行了分析。1、我们克隆得到了11个MlNAC基因的全长,并进行了序列比对、进化分析和结构域预测。序列比对结果表明,NAC转录因子在N端高度保守,并且在N端存在5个亚结构域(A-E),相比之下C端变异性较高。在系统进化树中,NAC基因分散式的分布在6个亚家族中,说明NAC基因的扩张发生在芒草、拟南芥和水稻物种分化之前。结构域预测结果表明,结构域3、结构域8、结构域1、结构域2和结构域10分别对应A-E子域。一些结构域只在特定亚家族中出现。如结构域7、9、12在OsNAC3亚家族,结构域14在ATAF亚家族,结构域6在ONAC003亚家族。2、还分析了13个MlNAC基因在六个不同组织和不同胁迫和激素处理下的表达模式。结果表明有的MlNAC基因在特异的组织中表达量较高,有的MlNAC基因在六个组织都能检测到明显的表达。所有被研究的13个MlNAC基因都在高盐、干旱、MeJA和SA诱导下上调了。在低温胁迫下,7个MlNAC基因转录水平上调,3个MlNAC基因转录下调。在ABA处理下,MlNAC4和MlNAC10转录下调,其余基因转录上调了。13个MlNAC基因除MlNAC11外,在伤害胁迫下表达量都提高了。3、对MlNAC2、MlNAC5和MlNAC13进行了亚细胞定位和转录激活分析,它们均定位于细胞核,并且C端及全长具有转录活性。将MlNAC2用CaMV35S启动子在拟南芥中过表达,提高了转基因植株的抗旱性,具体功能还有待进一步验证。