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植物会遭受各种非生物胁迫，例如：干旱，高盐度和冷冻等，这些胁迫会干扰细胞的水平衡，影响植物的生长，从而影响作物的生产力。并且非生物胁迫可导致植物一系列的生理和生化反应，例如：促进气孔关闭、影响细胞的分裂和伸长、改变细胞壁的弹性、抑制光合作用以及激活呼吸作用等，从而影响植物的生长和发育。大豆属于甜土作物，所以干旱和高盐胁迫是限制其产量的主要环境因素，因此如何提高大豆的抗旱耐盐能力是我们亟待解决的问题。
前期工作发现过表达大豆gma-miR394a明显提高转基因拟南芥的抗旱性，gma-miR394a直接切割F-box基因GmFBX176(Glyma08g11030)的mRNA分子，推测gma-miR394a在转录后水平通过调控GmFBX176基因的表达来响应干旱胁迫。本研究以GmFBX176转基因拟南芥和转基因毛状根复合体大豆为材料，对GmFBX176在逆境胁迫下的功能进行鉴定，通过转录组测序分析野生型和转基因拟南芥中差异表达基因及代谢途径，从分子水平阐明GmFBX176基因参与非生物胁迫应答的作用机理。本研究获得的主要结果如下：
(1)生物信息学分析表明，GmFBX176基因中含有与逆境胁迫相关的F-box结构域，并且该结构域在第106-147个氨基酸之间；通过系统进化树分析发现，GmFBX176与木豆CaF-box(Cajanus cajan)聚集在同一分支上且亲缘关系较近。
(2)逆境处理下功能鉴定结果发现，与野生型拟南芥相比，过表达GmFBX176的拟南芥在干旱和盐胁迫下表现出较低的存活率，且离体叶片水分丧失较快；在干旱胁迫下，过表达GmFBX176拟南芥叶片表现出MDA和相对电导率增大，脯氨酸、蔗糖、叶绿素含量和SPAD值降低的变化；在盐胁迫下，过表达GmFBX176拟南芥叶片中SOD活性和SPAD值降低；在ABA处理下；过表达GmFBX176增加了转基因拟南芥的根长，且GmFBX176转基因拟南芥离体叶片气孔开放率较高。这些结果表明，GmFBX176可以调节ABA介导的干旱和盐胁迫响应。
(3)通过转录组测序，在野生型和转基因拟南芥中共发现了1425个差异表达基因，其中上调基因366个，下调基因1059个。通过qPCR对下游基因(LTP4、CYP707A3、PUB22、PUB23和ATL78)的表达水平进行分析，结果表明，GmFBX176基因的过表达影响转基因拟南芥中某些胁迫反应基因的转录水平，从而降低了转基因拟南芥对盐和干旱胁迫的耐受性。
(4)利用农杆菌介导转化洋葱内表皮细胞的方法，分析GmFBX176蛋白的亚细胞定位，结果发现GmFBX176蛋白定位于细胞核中，说明该蛋白属于核蛋白。
(5)通过qPCR分析发现，gma-miR394a负调控GmFBX176基因的表达。将突变gma-miR394a靶位点3个碱基的GmFBX176m3和gma-miR394a分别转化发根农杆菌K599，并浸染大豆子叶节，从而获得转基因毛状根大豆复合体植株。
(6)在干旱胁迫和PEG胁迫下，GmFBX176m3-K599转基因复合体植株存活率低于对照(K599转基因复合体植株)，而gma-miR394a-K599转基因复合体植株的存活率高于对照。在干旱处理下，GmFBX176m3-K599转基因复合体植株叶片中的MDA和蔗糖含量高于对照，POD含量低于对照；而gma-miR394a-K599转基因复合体大豆叶片中的MDA和蔗糖含量低于对照，POD含量则高于对照。由此说明，过表达GmFBX176m3-K599降低了转基因复合体大豆的抗旱性，而过表达gma-miR394a-K599使转基因复合体大豆的抗旱性增强。
前期工作发现过表达大豆gma-miR394a明显提高转基因拟南芥的抗旱性，gma-miR394a直接切割F-box基因GmFBX176(Glyma08g11030)的mRNA分子，推测gma-miR394a在转录后水平通过调控GmFBX176基因的表达来响应干旱胁迫。本研究以GmFBX176转基因拟南芥和转基因毛状根复合体大豆为材料，对GmFBX176在逆境胁迫下的功能进行鉴定，通过转录组测序分析野生型和转基因拟南芥中差异表达基因及代谢途径，从分子水平阐明GmFBX176基因参与非生物胁迫应答的作用机理。本研究获得的主要结果如下：
(1)生物信息学分析表明，GmFBX176基因中含有与逆境胁迫相关的F-box结构域，并且该结构域在第106-147个氨基酸之间；通过系统进化树分析发现，GmFBX176与木豆CaF-box(Cajanus cajan)聚集在同一分支上且亲缘关系较近。
(2)逆境处理下功能鉴定结果发现，与野生型拟南芥相比，过表达GmFBX176的拟南芥在干旱和盐胁迫下表现出较低的存活率，且离体叶片水分丧失较快；在干旱胁迫下，过表达GmFBX176拟南芥叶片表现出MDA和相对电导率增大，脯氨酸、蔗糖、叶绿素含量和SPAD值降低的变化；在盐胁迫下，过表达GmFBX176拟南芥叶片中SOD活性和SPAD值降低；在ABA处理下；过表达GmFBX176增加了转基因拟南芥的根长，且GmFBX176转基因拟南芥离体叶片气孔开放率较高。这些结果表明，GmFBX176可以调节ABA介导的干旱和盐胁迫响应。
(3)通过转录组测序，在野生型和转基因拟南芥中共发现了1425个差异表达基因，其中上调基因366个，下调基因1059个。通过qPCR对下游基因(LTP4、CYP707A3、PUB22、PUB23和ATL78)的表达水平进行分析，结果表明，GmFBX176基因的过表达影响转基因拟南芥中某些胁迫反应基因的转录水平，从而降低了转基因拟南芥对盐和干旱胁迫的耐受性。
(4)利用农杆菌介导转化洋葱内表皮细胞的方法，分析GmFBX176蛋白的亚细胞定位，结果发现GmFBX176蛋白定位于细胞核中，说明该蛋白属于核蛋白。
(5)通过qPCR分析发现，gma-miR394a负调控GmFBX176基因的表达。将突变gma-miR394a靶位点3个碱基的GmFBX176m3和gma-miR394a分别转化发根农杆菌K599，并浸染大豆子叶节，从而获得转基因毛状根大豆复合体植株。
(6)在干旱胁迫和PEG胁迫下，GmFBX176m3-K599转基因复合体植株存活率低于对照(K599转基因复合体植株)，而gma-miR394a-K599转基因复合体植株的存活率高于对照。在干旱处理下，GmFBX176m3-K599转基因复合体植株叶片中的MDA和蔗糖含量高于对照，POD含量低于对照；而gma-miR394a-K599转基因复合体大豆叶片中的MDA和蔗糖含量低于对照，POD含量则高于对照。由此说明，过表达GmFBX176m3-K599降低了转基因复合体大豆的抗旱性，而过表达gma-miR394a-K599使转基因复合体大豆的抗旱性增强。