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植物通常面临严峻环境条件的挑战,其中包括对植物生长和发育产生不利影响的各种生物和非生物胁迫因素。干旱是影响植物产量的最主要非生物胁迫因素之一。在进化过程中,植物逐渐形成了复杂的调节机制以适应各种环境。本研究首次从烟草中克隆了NtR1-A-like基因,构建过表达载体,转化拟南芥和烟草。在转基因株系中研究了NtR1-A-like在拟南芥和烟草逆境耐性中的作用,分析了NtR1-A-like降低转基因植株干旱抗性的生理生化及分子机制。主要结论如下:(1)生物信息学分析表明,R1-A-like蛋白由579个氨基酸编码,相对分子量为66.7462kD,等电点6.05,是亲水性蛋白,有两处较明显的卷曲螺旋结构。有22个丝氨酸、10个苏氨酸和1个酪氨酸可能成为蛋白激酶磷酸化的位点,可能发生N-糖基化的位点有3个,可能发生O-糖基化的位点有9个,功能结构域是NB-ARC域。(2)通过Plant CARE数据库进行顺式作用元件预测,发现启动子区域存在多种光响应元件、多种激素(ETH、GA、SA)响应元件和逆境(干旱)响应元件。通过qRT-PCR对NtR1-A-like在烟草中的诱导表达模式进行分析,发现NtR1-A-like受多种外源激素调节,ETH、GA、SA上调了基因的表达。此外,干旱处理能够明显提高NtR1-A-like基因的表达水平,在处理后9h达到最高。(3)在本生烟中瞬时表达pBI121-R1-A-like-GFP,并利用激光共聚焦显微镜进行观察,发现绿色荧光存在于细胞膜和核膜中,说明R1-A-like定位于细胞膜和核膜。(4)构建pBI121-R1-A-like真核表达载体,利用花浸法转化拟南芥,获得过表达NtR1-A-like的转基因拟南芥。利用农杆菌介导的叶盘法转化烟草,获得过表达NtR1-A-like的转基因烟草。(5)正常生长条件下,野生型植株与转基因植株生长状况没有明显差别。干旱胁迫下,与野生型相比,转基因植株萎蔫的更加严重,具有更低的相对含水量、较高的水分散失率以及较低的生物量。说明转基因植株具有较低的水分保持能力。(6)干旱胁迫下,转基因植株的萌发率显著低于野生型植株,转基因植株的根长低于野生型植株。说明过表达NtR1-A-like基因提高了植株对干旱胁迫的敏感性。(7)干旱胁迫下,转基因植株的脯氨酸、可溶性糖等渗透调节物质含量增加,但增加量明显低于野生型植株;所有株系中的过氧化氢含量和超氧阴离子生成速率均有所增加,转基因植株的积累量高于野生型植株;转基因植株的MDA含量明显高于野生型植株,说明其细胞膜受伤害程度较重;与转基因植株相比,野生型植株维持相对较高的抗氧化酶活性。转基因植株光合作用和叶绿素含量低于野生型植株。干旱胁迫下,转基因植物中的抗氧化酶基因和干旱胁迫响应相关基因的表达量显著低于野生型植株。