[目的] 本研究旨在解析大豆DREB（Dehydration responsive element-binding protein）转录因子基因GmDREB8与干旱胁迫的关系，为DREB转录因子参与大豆干旱胁迫的分子机制研究奠定基础，也为大豆耐旱转基因育种提供新的基因资源。[方法] 针对大豆品种‘天隆一号’，通过荧光定量PCR（qRT-PCR）分析10个DREB基因在干旱胁迫诱导下的表达模式及GmDREB8在大豆不同组织和植物激素处理下的表达情况。采用生物信息学方法分析GmDREB8保守基序和亚细胞定位情况。通过农杆菌介导的烟草瞬时表达体系进行GmDREB8蛋白的亚细胞定位。分别在拟南芥中异源表达GmDREB8和利用VIGS（virus-induced gene silencing）技术在大豆中沉默GmDREB8，分析该基因在拟南芥和大豆干旱胁迫中的功能。[结果] 10个DREB基因在干旱胁迫下都被诱导表达，但这10个基因间表达谱存在差异。筛选并克隆得到GmDREB8，其位于大豆17号染色体上，含有1个AP2结构域，蛋白相对分子质量为19.79×10~(3)，pI为9.76。GmDREB8基因受到植物激素赤霉素（ABA）和水杨酸（SA）的诱导表达。GmDREB8蛋白位于细胞核内。异源表达GmDREB8转基因拟南芥在不同浓度的甘露醇处理下表现出比野生型更短的根长，对干旱胁迫更敏感。与空载对照相比，大豆GmDREB8沉默株系的叶片在干旱处理后具有更低的相对电导率、相对失水率、丙二醛含量（MDA），更高的游离脯氨酸含量（Pro），表现出更强的耐旱性。[结论] GmDREB8可负向调控植物的耐旱能力。

为探究大豆GmPP2C89基因在植物非生物胁迫响应和适应过程中的功能，利用转录组数据和荧光定量PCR方法检测GmPP2C89基因在NaCl、PEG和甘露醇处理下的表达模式；接着分析GmPP2C89基因启动子上响应非生物胁迫的顺式作用元件，并根据元件的分布克隆不同长度的启动子构建融合GUS载体，获得对应的转基因拟南芥，通过GUS染色分析启动子对NaCl、PEG和甘露醇处理的响应。构建GmPP2C89基因过表达的转基因拟南芥，在正常条件和NaCl处理条件下测定根长、叶片MDA含量和电解质渗透率以及盐胁迫相关基因(SOD、POD、CAT、RD26、RD29A和RD29B)的表达水平。结果显示，NaCl、PEG和甘露醇处理均导致大豆GmPP2C89基因表达水平显著上调；在其启动子区含有较多ABRE、DRE、G-box、MBS、MYB、MYC和TC-rich repeats等参与非生物胁迫响应的顺式作用元件，并且该启动子对NaCl处理具有更强的响应。此外，在盐处理条件下，转基因拟南芥GmPP2C89-OX根长显著大于WT,而MDA含量和电解质渗透率显著低于WT,耐盐性明显增强；抗氧化酶基因(SOD和POD)和ABA途径关键基因RD29B在GmPP2C89-OX中的表达水平显著高于WT。结果表明，大豆GmPP2C89基因受NaCl、PEG和甘露醇诱导表达上调，GmPP2C89过表达可通过激活抗氧化途径和ABA途径增强转基因拟南芥的耐盐性。

为了探究水稻转氨酶基因Os AMTR310的功能以及明确其作用机制,利用多种分子生物学手段对Os AMTR310基因进行了功能分析。实时定量PCR的分析结果表明,Os AMTR310在干旱条件下相对基因表达水平是正常条件下的3.0倍;根据NCBI上获得的Os AMTR310基因序列设计引物,扩增其全长CDS序列,并利用NCBI对蛋白序列的功能结构域进行预测;将Os AMTR310的CDS序列连入p CAMBIA1302中构建超表达载体,并转入受体材料,通过PCR及蛋白质免疫印迹分析来确定Os AMTR310阳性转基因植株,进而分析Os AMTR310转基因植株与野生型植株在干旱胁迫下的差异来验证Os AMTR310基因的功能。结果表明,Os AMTR310 c DNA全长1 873 bp,CDS全长1 533 bp,编码510个氨基酸。Os AMTR310蛋白具有3个保守的结构域,属于乙酰鸟氨酸氨基转移酶家族。在正常条件下,Os AMTR310转基因植株与野生型相比没有明显的差别;然而,在干旱条件下,Os AMTR310转基因植株的存活率是野生型的1.5~2.0倍。通过测定叶片游离脯氨酸含量发现,Os AMTR310转基因植株游离的脯氨酸含量在正常条件下与野生型相比并无显著差异,而Os AMTR310转基因植株的游离脯氨酸含量在干旱条件下是野生型植株的1.5~2.0倍,说明水稻转氨酶基因Os AMTR310赋予了水稻更高的耐旱性。

【目的】了解干旱胁迫下大豆幼苗根系的抗旱机制。【方法】利用基因芯片技术,分析在不同干旱胁迫时间下强抗旱品种晋豆23幼苗根部基因的表达情况。【结果】获得了61171个大豆根系基因的差异表达动态图谱。在不同干旱胁迫时间下根部基因的表达发生变化,3个时间点下,下调表达的基因数量均多于上调表达的基因数量。同时对杂交数据进行多种聚类分析。利用实时荧光定量PCR验证4个基因在干旱胁迫条件下的差异表达,其结果和芯片杂交分析的结果基本一致。【结论】初步建立了大豆幼苗根系干旱胁迫应答基因的动态表达谱,并通过其动态表达了解植物与逆境的互作机制,比较全面地获得了干旱胁迫应答基因,从而更完整地揭示了大豆干旱胁迫应答基...

【目的】通过分析大豆中候选内参基因的稳定性，筛选大豆干旱胁迫处理条件下适合成熟ｍｉＲＮＡ、前体ｍｉＲＮＡ及靶基因ｍＲＮＡ荧光定量ＰＣＲ的内参基因。【方法】以干旱胁迫处理后的大豆根和叶片为材料，选择了５个成熟ｍｉＲＮＡｓ和５个传统的看家基因作为候选内参基因，利用ＧｅＮｏＲｍ和ＮｏＲｍＦｉＮｄｅＲ程序对１０个候选内参基因的稳定性进行评价。【结果】在干旱胁迫下，大豆根、叶片中，成熟ｍｉＲＮＡ定量最合适的单个内参基因分别为ｍｉＲ１５６Ａ、ｍｉＲ１６７Ａ，最合适的内参基因组合分别为ｍｉＲ１５２０ｄ与ｍｉＲ１５６Ａ、ｍｉＲ１５２０ｄ与ｍｉＲ１６７Ａ。前体ｍｉＲＮＡ和靶基因ｍＲＮＡ定量最合适的单个内参基因分．．．

在人工模拟旱境条件下,大豆各生育时期空秕荚率都有所增加,产量显著降低,其中以结荚至鼓粒期最为严重。干旱胁迫可使植株水势下降,光合作用减弱、有益酶类活性降低,根系发育及养分吸收受阻,严重抑制植株生长发育。

【目的】从前期转录组测序结果中筛选获得一个在霜霉威（ｐｒｏｐａｍｏｃａｒｂ）胁迫条件下差异上调表达的基因ｃｓ ＷｒＫＹ３０，对其进行克隆并分析其在霜霉威胁迫下的功能，了解黄瓜低霜霉威残留的分子机制。【方法】通过ｐｃｒ技术扩增ｃｓ ＷｒＫＹ３０全长，利用ＮｃｂＩ和ｐｌａＮｔ ｃａｒＥ在线工具分别进行该基因编码蛋白的保守结构域分析和启动子序列分析；利用实时荧光定量ｐｃｒ分析ｃｓ ＷｒＫＹ３０在霜霉威胁迫及其他胁迫条件下的相关表达模式；通过与ＧＦｐ蛋白融合对ｃｓ ＷｒＫＹ３０蛋白进行亚细胞定位；通过花序侵染法将ｃｓ ＷｒＫＹ３０构建的植物过表达载体转化到哥伦比亚野生型拟南芥中，对获得的纯合转基因株系．．．

生长素响应因子(ARF)是一类具有B3结构域的转录因子，是调节生长素应答反应、控制基因表达的直接分子。前期通过分析转录组数据，在玉米中筛选到1个编码ARF蛋白并积极参与干旱-复水胁迫响应的基因ZmARF10。为进一步研究该基因调控玉米抗旱性的分子机制及抗旱分子育种提供新的思路，首先通过系列生物信息学分析软件对该基因进行生物信息学分析，之后利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测ZmARF10在玉米不同组织中的表达模式，分析在高温、干旱、高盐、ABA胁迫和解除胁迫处理下的表达情况，以及在不同玉米自交系间的表达差异，最后利用CRISPR/Cas9技术分析ZmARF10的功能。结果表明，ZmARF10位于玉米的第3号染色体，编码区全长2 127 bp,编码708个氨基酸，具有典型的B3结构域；该基因ATG上游2 kb区域内含有茉莉酸甲酯、生长素、脱落酸、低温响应等应答元件；系统发育树显示，ZmARF10基因编码的蛋白质与高粱同源蛋白的亲缘关系最近。qRT-PCR结果表明，ZmARF10是组成型表达基因，在玉米成熟根中的表达量最高；在高温、干旱、高盐以及ABA等4种胁迫处理下，ZmARF10基因的表达量均显著上调，干旱胁迫后上调倍数最高达8.2倍；干旱胁迫后，ZmARF10基因在抗旱自交系郑36中的表达量上升幅度显著高于干旱敏感自交系B73。观察拟南芥野生型与ARF10缺失型突变体发现，与野生型相比，干旱条件下突变体植株出现叶片萎蔫甚至干死的现象，根系发生卷曲，根系分支数减少，侧根生长发育受阻；测定生理生化指标发现，干旱胁迫后缺失型突变体的相对含水量、叶绿素含量、净光合速率显著低于野生型植株，说明敲除ARF10基因后拟南芥抗旱能力下降。

【目的】研究枣树谷胱甘肽过氧化物酶基因(Zj GPX)的功能,为其在果树抗逆基因工程改良中的利用奠定基础。【方法】以‘壶瓶枣’(Ziziphus jujuba Mill.Hupingzao)结果枝构建的c DNA文库中选取一条与其他植物谷胱甘肽过氧化物酶基因有较高同源性的序列为研究对象进行序列分析,预测其功能。通过实时荧光定量技术分析目的基因在盐胁迫及干旱胁迫条件下的表达特性,并构建植物表达载体PEZR(K)-LNY-Zj GPX,运用农杆菌介导法,将Zj GPX转入拟南芥,对转基因及野生拟南芥植株作盐胁迫及干旱胁迫处理,验证其抗逆功能。【结果】Zj GPX编码序列(CDS)长510 bp,编...

[目的]本文旨在探明2个大豆品种根系对早期缺铁胁迫的响应差异。[方法]以铁高效品种‘吉育99’和铁低效品种‘吉育93’大豆为材料进行水培试验，将对照(25μmol·L~(-1) Fe)和早期(1和6 h)缺铁胁迫(1μmol·L~(-1) Fe)处理的大豆根系进行转录组测序。[结果]与对照相比，铁高效大豆品种差异基因数随着缺铁胁迫时间的延长而增加，而铁低效品种差异基因数随着胁迫时间的延长而降低。差异表达基因(differential expression gene, DEG)的KEGG通路富集结果表明，缺铁胁迫处理1 h, 2个大豆品种在苯丙烷生物合成、倍半萜和三萜生物合成、植物病原体相互作用、植物MAPK信号通路、淀粉和蔗糖代谢等代谢通路中的相关基因表达有显著差异。缺铁胁迫处理6 h, 2个大豆品种在苯丙烷生物合成、倍半萜和三萜生物合成、类黄酮生物合成、谷胱甘肽代谢等代谢通路中的相关基因表达有显著差异。差异表达基因转录因子分析结果表明，铁高效大豆品种受早期缺铁胁迫调控的转录因子家族主要有AP2/ERF-ERF、C2H2、MYB、WRKY、bHLH、NAC,铁低效大豆品种中转录因子家族主要有AP2/ERF-ERF、MYB、WRKY、bHLH、NAC。[结论]缺铁胁迫1 h大豆就能对缺铁胁迫作出响应，且不同铁效率大豆品种在苯丙烷生物合成、转录因子调控等相关基因的表达存在显著差异。

[目的]为探明两个不同大豆品种根系对早期缺铁胁迫的响应差异。[方法]本研究以铁高效品种(吉育99)和铁低效品种(吉育93)大豆为材料进行水培试验，将对照(25 μmol·L~(-1) Fe)和早期(1 h和6 h)缺铁胁迫(1 μmol·L~(-1) Fe)处理的大豆根系进行转录组测序。[结果]与对照相比(CK)，铁高效大豆品种差异基因的数量随着缺铁胁迫时间的延长而增加，而铁低效品种差异基因数量随着胁迫时间的延长而降低。差异表达基因(differential expression genes， DEGs) 的KEGG通路富集结果表明，缺铁胁迫处理1 h，两个大豆品种在苯丙烷生物合成、倍半萜和三萜生物合成、植物病原体相互作用、植物MAPK信号通路、淀粉和蔗糖代谢等代谢通路中的相关基因表达有显著差异。缺铁胁迫处理6 h，两个大豆品种在苯丙烷生物合成、倍半萜和三萜生物合成、类黄酮生物合成、谷胱甘肽代谢等代谢通路中的相关基因表达有显著差异。对差异表达基因进行转录因子分析，结果表明，铁高效大豆品种受早期缺铁胁迫调控的转录因子家族主要有AP2/ERF-ERF、C2H2、MYB、WRKY、bHLH、NAC等，铁低效大豆品种中转录因子家族主要有AP2/ERF-ERF、MYB、WRKY、bHLH、NAC等。[结论]缺铁胁迫1 h大豆就能对缺铁胁迫做出响应，且不同铁效率大豆品种在苯丙烷生物合成、转录因子调控等相关基因的表达存在显著差异。

本试验采用室内盆栽方法,研究了干旱胁迫对‘南豆12号’、‘贡选1号’、‘桂夏’3种大豆幼苗叶片内的生理生化指标的影响。结果表明:在所试干旱处理下,所试材料的叶绿素含量比正常供水有所下降,可溶性糖含量、游离脯氨酸含量、丙二醛含量和超氧化物歧化酶活性总体上均比正常供水高,不同材料间各参数有显著差异。研究结果显示,3个品种在干旱胁迫下的适应能力存在差异,‘南豆12’和‘贡选1’的耐旱性较差,‘桂夏’的耐旱性较强。

【目的】了解杂交大豆品种间抗旱性差异，从而选育耐旱杂交大豆品种。【方法】以3个杂交大豆为试验材料，在生长间采用PEG-6000水培模式模拟大豆苗期干旱胁迫，测定干旱胁迫后苗期叶片叶绿素含量、光合生理指标、渗透调节物含量以及抗氧化酶活性等，研究3个杂交大豆对干旱胁迫的生理响应及抗旱性。【结果】利用3个不同浓度的PEG-6000溶液（5%、10%和20%）处理大豆苗期，结果随着PEG-6000溶液浓度不断增加，检测到3个杂交大豆的相关抗旱指标存在显著性差异。首先通过观察不同浓度处理后大豆苗期表型变化，发现随着PEG-6000溶液浓度增加，大豆幼苗生长受到抑制逐步显著。其次检测大豆幼苗的叶绿素含量，发现随着PEG-6000溶液浓度增加其含量均呈现上升趋势，最显著的是优势豆-A-5。接着测试大豆苗期光合生理指标，3个杂交大豆苗期叶片的净光合速率（P_(n)）、蒸腾速率（T_(r)）、胞间二氧化碳浓度（C_(i)）和气孔导度（G_(s)）变化趋势呈现显著差异。然后通过检测渗透调节物和抗氧化酶活性等物质，分析不同处理条件下，不同大豆品种对干旱胁迫响应情况，结果显示随着大豆幼苗可以通过渗透调节和启动抗氧化防御系统应对干旱胁迫，并且随着胁迫程度增加，各物质含量有显著变化，而且不同品种间也存显著差异。最后利用隶属函数值法综合分析得出3个杂交大豆的抗旱性强弱顺序为：优势豆-A-5>杂交豆6号>晋豆48。【结论】杂交大豆可以通过光合抑制、渗透调节以及抗氧化酶活性等途径共同作用响应干旱胁迫，本研究筛选的优势豆-A-5可作为抗旱杂交大豆在黄淮海地区推广示范，同时也为后期杂交大豆抗旱育种提供重要参考。

旨为研究不同时期、不同程度干旱对大豆品种生理的影响,选取2个不同抗旱性的大豆品种,采用盆栽控水试验,分别设置湿润(CK)、持续轻度干旱(T1)、持续中度干旱(T2)、鼓粒期干旱(T3)处理,研究不同生育时期干旱胁迫下大豆抗逆指标及生理特征,探讨大豆响应不同发育期、不同干旱强度的生理机理。结果表明,在干旱条件下,2个大豆品种的叶绿素含量都有所上升,晋大早春2号在前期上升比较明显,鼓粒期晋大早春2号的上升幅度不如晋大74;晋大早春2号在轻度干旱及中度干旱处理的各个发育期MDA含量增加显著,晋大74中度干旱处理的POD活性和MDA含量均显著增加;在分枝期时,晋大74在中度干旱时还原糖含量显著下降,在鼓粒期,晋大早春2号大豆叶片还原糖含量均显著增加,晋大74只有鼓粒期中度干旱处理下还原糖含量显著增加,但在开花期时,晋大早春2号的还原糖含量下降,晋大74的还原糖含量显著增加;2个大豆品种的株高、节数、茎粗在干旱胁迫下均下降,其中,晋大74的株高、茎粗下降更明显。晋大74的综合抗逆能力要高于晋大早春2号,这可能与晋大74在干旱条件下可以通过减少植株高度,从而减少水分消耗,提高其抗旱性有关。

【目的】磷含量偏低是影响酸性土壤作物产量的重要因素。大豆（Glycine max）是重要的粮食和油料作物，也为喜磷作物，缺磷则影响其产量与品质。NAC(NAM,ATAF1/2,CUC2)转录因子家族参与多种植物对生物胁迫和非生物胁迫响应的调控，是否参与大豆低磷胁迫响应尚未深入研究。以耐低磷野生大豆BW69为材料，克隆获得耐低磷基因GsNAC1并对其表达特性及功能进行分析，为深入解析GsNAC1调控大豆低磷胁迫及其机制奠定基础。【方法】从野生大豆BW69克隆GsNAC1的全长序列，并通过生物信息学分析探究其编码氨基酸序列的特征。随后，利用实时荧光定量PCR技术（qRT-PCR）对其组织表达模式进行分析，并通过激光共聚焦显微镜观察其编码蛋白的亚细胞定位。此外，通过大豆遗传转化试验，获得转基因株系并进行表型分析。最后，通过转录组联合分析来鉴定转基因植株中与低磷胁迫相关的差异表达基因（differentially expressed genes,DEGs）。【结果】成功克隆获得GsNAC1，编码区全长876 bp，通过构建系统发育树发现GsNAC1与AtATAF1的序列相似性为62.46%，与Williams 82参考基因组的GmNAC1序列没有差异；进一步的亚细胞定位结果显示，GsNAC1定位于细胞核；基于qRT-PCR技术，发现GsNAC1在大豆的根、茎、叶、顶端、花和豆荚均有表达，在根部的相对表达量最高，且受到低pH和低磷诱导表达显著上调。通过水培法和土培法进行表型试验，在低磷处理下，与野生型（WT）相比，转基因株系鲜重根冠比、总根长、根表面积、根体积和磷含量均显著高于WT。结合转录组测序数据进行分析，发现GsNAC1可能通过促进GmALMT6、GmALMT27、GmPAP27和GmWRKY21等基因表达增强其对低磷胁迫的耐受性。【结论】GsNAC1受低pH和低磷诱导表达上调，过量表达GsNAC1可以显著增强大豆对低磷胁迫的耐受性，在低磷胁迫反应中起促进作用。GsNAC1可能通过调控下游基因表达增强大豆对酸性低磷胁迫的耐受性。