环境胁迫,例如高盐、干旱、极端温度、重金属污染以及营养匮乏等,影响植物的生长和发育。为了更好地适应外界复杂的环境条件,植物已经进化出有效的应答机制来感知和响应环境胁迫。当植物遭受环境胁迫时,会激活许多胁迫响应基因,继而引起植物体内发生一系列的生理变化,从而减少环境胁迫对植物造成的损伤。这些胁迫响应相关基因的表达受到特定转录因子的调控。其中,MYB、bHLH、WRKY和NAC家族的成员在植物非生物胁迫响应中发挥至关重要的作用。研究表明,MYB转录因子响应多种非生物胁迫,包括干旱、高盐、冷害等。在植物中过量表达或抑制表达MYB基因能够影响植株对胁迫的抵抗能力。目前,对于MYB转录因子的研究主要集中在拟南芥和水稻等模式植物中;而在木本植物中关于非生物胁迫的研究,特别是苹果中,相对较少。苹果是重要的经济作物。多年以来,我国的苹果生产量和出口量均居于世界前列。在苹果的生产过程中,环境胁迫严重影响苹果的产量和品质。因此,研究苹果等果树对胁迫的响应机制对于提高苹果产量,改善果实品质具有重要的现实意义。本研究中,采用同源克隆和PCR技术从‘嘎拉’苹果(Malus×domestica‘Royal Gala’)中分离出一个MYB转录因子,命名为MdMYB2(基因序列号:MDP0000823458)。生物信息学分析显示,MdMYB2含有一个保守的R2R3-MYB结构域,与PbMYB2亲缘关系最近,同源性最高。实时荧光定量PCR技术检测到该基因在苹果不同组织中均表达,而且响应多种激素和非生物胁迫。通过农杆菌介导的遗传转化获得了MdMYB2过量表达(MdMYB2-OE)和抑制表达(MdMYB2-Anti)的苹果愈伤组织,以及异位表达MdMYB2的拟南芥植株。最后,利用MdMYB2转基因苹果愈伤组织和拟南芥检测MdMYB2在非生物胁迫响应中的作用。主要研究工作和结果如下:1.MdMYB2的开放阅读框(ORF)长度为873 bp,编码含有290个氨基酸的蛋白,预测其蛋白质分子量为32.92 kD,等电点为4.91。氨基酸序列比对发现,MdMYB2含有保守的R2R3-MYB结构域。系统进化树分析结果显示,MdMYB2与PbMYB2亲缘关系最近,同源性最高。2.利用实时荧光定量PCR技术进行组织表达分析,发现MdMYB2在苹果的各个组织中均有表达,其中在幼果和茎中的表达相对较高。盐、甘露醇、PEG、ABA、高温和低温均能够诱导MdMYB2基因的表达。3.抗性试验结果表明,过量表达MdMYB2基因明显提高了苹果愈伤组织对盐和甘露醇的抗性,以及对ABA的敏感程度;在拟南芥中异位表达MdMYB2基因提高了植株对高盐、甘露醇和干旱的抗性,以及对ABA的敏感程度。以上试验结果表明MdMYB2在植物非生物胁迫响应过程中发挥重要作用。