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NAC(NAM, ATAF1/2, CUC2)转录因子是近十几年来新发现的植物所特有的转录因子,构成了最大的转录因子家族之一。NAC作为转录因子起激活或抑制应答的功能,主要涉及顶端分生组织的形成,次生细胞壁的形成,侧根的发育,胚胎的发育,植物的衰老以及植物对生物和非生物胁迫反应等。因此,开展LeNLP4的功能研究对番茄根系发育和NAC转录因子的抗逆性有非常重要的作用。本研究从番茄叶片中克隆到一个NAC转录因子LeNLP4,过表达该基因促进了番茄植株根系的发育,并且提高了转基因番茄植株的耐冷性及转基因烟草植株的耐热性。主要结果如下：(1)通过NCBI查得该基因的全长mRNA序列,设计特异引物,利用RT-PCR的方法获得该基因的全长cDNA。LeNLP4全长1595bp,开放阅读框1218bp,编码406个氨基酸,N-端具有保守的NAC结构域,C-端为转录激活区。qRT-PCR结果表明,LeNLP4在根中表达量最高,其次是花和果实。同时,该基因的转录物受低温、高温、盐、干旱以及激素诱导。(2)将LeNLP4::GFP融合蛋白在洋葱表皮细胞中瞬时表达,利用激光共聚焦显微镜观察到该融合蛋白定位于细胞核中。(3)构建了原核表达载体pET-LeNLP4,用IPTG诱导其在大肠杆菌BL21中表达,将诱导的蛋白纯化后免疫小鼠,制备抗体,测得效价为1：100,000。Western杂交表明,过表达株系中LeNLP4蛋白的表达量增加。(4)将LeNLP4的编码区与pBI121载体重组,成功构建了过表达载体和反义表达载体,利用农杆菌介导的叶盘法转化番茄,通过PCR、qRT-PCR和Western杂交检测具有卡那抗性的转基因植株,结果表明获得了过表达LeNLP4的转基因番茄植株和反义抑制LeNLP4表达的转基因小苗,后者影响顶端分生组织发育而死亡。与野生型(WT)相比,过表达株系根的长度增长,干重增加。(5)与WT植株相比,在低温(4℃)胁迫下转基因番茄植株具有较高的生长量和光系统Ⅱ最大光化学效率(PSII, Fv/Fm),过氧化氢(H2O2)和超氧阴离子(O2·-)清除速率,抗坏血酸过氧化物酶(APX)和超氧化物歧化酶(SOD)活性,以及较低的丙二醛(MDA)含量和相对电导率(REC)。过表达株系中CBF1的表达高于WT。上述结果表明,LeNLP4转录因子的过表达提高了转基因番茄抗低温胁迫能力。(6)获得转基因烟草,与WT植株相比,在高温(42℃)胁迫下转基因烟草植株具有较高Fv/Fm, H2O2和O2·-清除速率,过氧化物酶(POD)和SOD活性,以及较低MDA含量和REC。上述结果表明,LeNLP4转录因子的过表达提高了转基因烟草抗高温胁迫能力。