多药和有毒化合物外排(MATE)蛋白转运次生代谢产物、激素和金属离子,参与植物体内多种生理活动。紫花苜蓿是具有较强的抗逆性的重要牧草作物。本研究克隆紫花苜蓿MsMATE1基因及其启动子。构建了植物表达载体pBI121-MsMATE1和pBI121MsMATE1pro::GUS,将pBI121-MsMATE1转入烟草中,对MsMATE1进行了初步的功能鉴定。取得的主要研究结果如下:1.MsMATE1基因的克隆与生物信息学分析RT-PCR方法克隆获得MsMATE1基因。MsMATE1长1470 bp,编码489个氨基酸,具有MatE结构域。MsMATE1蛋白属于疏水性蛋白,二级结构中α螺旋(Alpha helix)和无规卷曲(Random coil)含量最多,有12个跨膜结构域。系统发育分析表明,紫花苜蓿MsMATE1与蒺藜苜蓿MtMATE关系最为密切。2.MsMATE1基因的表达特性利用qRT-PCR对Ms MATE1在紫花苜蓿不同部位的相对表达量进行检测,结果表明MsMATE1的表达量为茎>根>叶,茎中MsMATE1的表达量显著高于根和叶(P<0.01)。高铁和缺铁胁迫下根、茎、叶中MsMATE1的表达量均上调,高铁胁迫下根中MsMATE1的表达量显著增高。实验结果表明MsMATE1响应铁胁迫。3.MsMATE1启动子克隆及植物表达载体构建获得MsMATE1启动子,长1598 bp,包含多个与非生物胁迫和激素相关的顺式作用元件。构建了pBI121MsMATE1pro::GUS植物表达载体。4.MsMATE1基因的载体构建及遗传转化构建了pBI121-MsMATE1植物表达载体,并转入到GV3101,叶盘法转化烟草,卡那霉素(Km)筛选获得14株抗性植株,PCR鉴定出4株转基因阳性苗(T4、T6、T7、T13)。5.铁胁迫下转MsMATE1基因烟草的生理指标缺铁或高铁胁迫下转基因烟草叶绿素的含量均显著高于WT。抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性和可溶性蛋白含量均显著高于WT,丙二醛含量显著低于WT。表明MsMATE1基因赋予了烟草对缺铁和高铁胁迫的耐受性。