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木麻黄(Casuarina equisetifolia Forst.)是一种原产于热带、亚热带的典型沿海防护林树种,其基因组较小,种子数量较多,很适合作为耐盐研究的模式树种。然而,其耐盐机制尚不清楚。本研究对木麻黄进行了0,100 mM,200 mM盐胁迫处理和转录组测序。通过GO分类、KEGG代谢通路及差异基因表达分析确定了CeCIGR1作为耐盐候选基因并进行了荧光定量PCR验证。利用根癌农杆菌介导的转基因技术侵染杨树茎段外植体,对鉴定为阳性的转基因杨树进行盐胁迫下的生理指标测定。得到的主要结果如下:一、转录组测序共得到57850条Unigene,最短的Unigene长度为201 nt,最长13035 nt。在eggNOG数据库中共有55.48%的Unigene被注释,是六大数据库(Nr、eggNOG、GO、KEGG、Pfam、Swiss-Prot)中注释程度最高的;GO功能分类占比最高的是细胞组件,占了所有Unigene的33%,KEGG代谢通路注释有32.8%是新陈代谢通路,占比最高;根据Nr数据库中蛋白序列相似度对比,发现有46.63%的蛋白序列与胡桃同源,是与木麻黄亲缘关系的最近的物种;差异表达基因的GO功能分类显示,木麻黄在盐胁迫下茎差异表达基因主要富集在糖代谢相关,激素信号传导,跨膜运输等,而根部的差异表达基因大部分都与核糖体有关。茎差异表达基因的KEGG代谢通路主要与糖代谢相关,包括蔗糖、淀粉、半乳糖等。在根部基因富集最多的也是核糖体相关,其它还有光合作用、氮代谢、氧化磷酸化和泛酸与辅酶A生物合成等。二、从木麻黄转录组数据中挑选了10个差异表达基因,成功了克隆5个基因(CeATHB7,CeIKU2,CeNCS2,CePM19L,CeCIGR1)并构建了过表达载体,其中CeNCS2、CePM19L和CeIKU2与跨膜运输相关,CeATHB7与DNA特异结合的转录因子,CeCIGR1响应赤霉素。利用杨树遗传转化体系,将五个重组的过表达载体转化侵染杨树茎段外植体,最后鉴定得到CeCIGR1转基因株系。三、对CeCIGR1株系进行荧光定量PCR鉴定,发现木麻黄CeCIGR1基因的相对表达量在对照中整体下降,而在100 mM和200 mM盐处理后CeCIGR1的相对表达量均是在短时间内升高后再下降,说明CeCIGR1响应盐胁迫导致相对表达量上升。四、对过表达CeCIGR1基因杨树进行盐胁迫生理指标的测定。叶绿素快速荧光参数显示,对比野生型杨树,过表达植株的叶片在盐溶液浸泡24h后的损伤程度更低;比较野生型和过表达株系在盐胁迫下的POD和CAT活性及MDA含量发现,过表达植株的叶片在盐胁迫下的POD和CAT活性降低量和MDA含量升高量均要小于野生型。表明转基因植株对高盐环境的耐受能力更强。