摘要: 黄瓜(Cucumis sativus Linn.)是我国设施主栽蔬菜作物之一，但是由于黄瓜根系分布较浅，再生能力弱，对盐渍环境敏感,一旦遭受盐害，黄瓜植株生长发育就会受到显著抑制，严重影响黄瓜的产量和品质。外源蔗糖能在一定程度上可提高植物的抗逆能力、缓解... 展开 黄瓜(Cucumis sativus Linn.)是我国设施主栽蔬菜作物之一，但是由于黄瓜根系分布较浅，再生能力弱，对盐渍环境敏感,一旦遭受盐害，黄瓜植株生长发育就会受到显著抑制，严重影响黄瓜的产量和品质。外源蔗糖能在一定程度上可提高植物的抗逆能力、缓解逆境胁迫，同时还可以作为信号物质调控基因的转录和翻译，但是蔗糖缓解盐胁迫的机理尚不明确。 NAC转录因子是植物特有的重要转录因子家族之一，在植物生长发育和胁迫应答过程中发挥着重要的调节作用。 本文以黄瓜(Cucumis sativus Linn.)为研究材料，以黄瓜中的NAC转录因子为研究对象展开研究，通过生物信息学分析和实时定量PCR分析，研究其结构特点和生物学功能，主要如下： 对黄瓜幼苗进行0.4 mM蔗糖预处理或不进行预处理，三天后进行50 mM盐胁迫处理，观察和分析蔗糖预处理后黄瓜幼苗的耐盐性，结果表明蔗糖预处理促进了幼苗侧根的发育，幼苗干重显著增加，幼苗的抗氧化物质含量显著增多，丙二醛含量显著降低，抗氧化酶活性显著增强，说明蔗糖预处理提高了黄瓜幼苗的耐盐性。 利用NAM保守结构域在黄瓜全基因组数据库比对，然后利用NCBI和SMART去除不含有NAM结构域的序列，最终鉴定了83个黄瓜NAC转录因子。这83个转录因子分布于黄瓜的7条染色体上，有26处染色体复制现象。按照不同亚族含有的不用基序把黄瓜的83个NAC转录因子分成15个亚族，分别为：NAM,ANAC11,ANAC3,ANAC63,ATAF,NAC1,NAC2,NAP,OSNAC22,OSNAC3,OSNAC7,SENU5,TIP,TREN，ANAC001。 对83个黄瓜NAC蛋白氨基酸序列的理化性质分析、二级结构预测、亚细胞定位预测、基序分析、蛋白质三级结构预测。结果表明NAC转录因子家族多肽链N端高度保守，C端有多样化的转录调控区域，58个NAC转录因子存在于细胞核上的可能要大于其他细胞器。同一亚族的的NAC转录因子在结构和功能和亚细胞定位方面都具有相似性。通过系统发育分析、GO功能预测、启动子响应元件分析，表明ANAC11、NAM, ANAC11, ANAC3四个亚族与黄瓜响应外源蔗糖，以及黄瓜幼苗耐盐性调节有关系。 通过实时定量PCR实验，分析了NAM、ATAF、ANAC3、ANAC11四个亚族17个转录因子表达情况，组织特异性分析结果表明这17个NAC基因中，ATAF-2、ATAF-3等8个基因在花中的表达量最高，有ATAF-1、ANAC3-1等6个基因在叶中表达量最高，有ANAC11-1、ANAC11-4这两个基因个在果实中表达量最高，有ANAC11-3在根中的表达量最高。研究NAC转录因子在外源蔗糖和盐胁迫情况下的表达，结果表明同一亚族的NAC转录因子具有相似的表达特性。除ATAF亚族的四个NAC转录因子以及ANAC3亚族的一个基因和NAM亚族的两个不响应蔗糖预处理外，其他转录因子大部分都在蔗糖预处理下表达上调。只有NAM和ANAC11两个亚族的5个NAC基因在盐胁迫下表达量下调，其余都不同程度的上调。蔗糖预处理后，大部分的NAC转录因子在盐胁迫下的的表达量比直接盐处理情况下的表达量高，只有三个低于直接盐处理的表达量或不变。说明NAC转录因子确实参与了外源蔗糖缓解黄瓜盐胁迫的过程 以上预测分析与实验结果，为进一步研究NAC转录因子在外源蔗糖缓解盐胁迫过程中的作用奠定了基础。 收起