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WRKY转录因子是植物转录调控因子中最大的转录因子家族,它在植物的各种生物学进程中都有着非常重要的作用。WRP(WRKY Related Protein)是豆科植物特有的一类WRKY相关蛋白,具有与WRKY相似但又独特的序列结构,因此具有类似于WRKY且新颖的生物学功能。但是目前对WRP调控功能和作用机制的认识还非常有限,在豆科牧草上的研究十分少见。因此,本研究分析了 WRKY相关蛋白MtWRP1在蒺藜苜蓿中的功能。主要研究结果如下:1、通过同源克隆从蒺藜苜蓿中获得MtWRP1基因全长序列,它的编码区为984 bp,共编码327个氣基酸。氨基酸序列分析和同源比对结果显示,大多数WRKY蛋白的核心序列为WRKYGQK,而蒺藜苜蓿MtWRP1的核心序列为WKKYEEK,说明MtWRP1的氨基酸序列发生了突变。MtWRP1与具有两个WRKY结构域的I类WRKY蛋白相似度最高,然而MtWRP1却并不具有这两个WRKY结构域,而是具有一个WRKY结构域和一个新发现的N端TM域。研究发现,该TM结构域是一个五次跨膜结构,与鸟类真核细胞色素b561蛋白同源性最高。此外,亚细胞定位结果表明,MtWRP1通过N端的TM域靶向定位于高尔基体,具有豆科植物特异性。2、利用荧光定量PCR对具有TM结构域的MtWRP1基因的表达特性进行了分析,结果表明MtWRP1在根、茎、叶、花、果实、种子中均有表达,但表达量不同。在根中的表达量远高于其他组织。此外,根瘤菌侵染后MtWRP1的表达量与根瘤数量的增加平行。推测MtWRP1可能调控根瘤形成,或者根瘤固氮促进MtWRP1的表达。在蒺藜苜蓿叶片中,2周龄幼叶MtWRP1的表达水平非常低;随着叶龄的增长MtWRP1表达量增加。3、对MtWRP1过表达转基因拟南芥株系的性状进行分析。与野生型拟南芥相比,转基因拟南芥抽薹开花时间延迟。这一性状在MtWRP1基因表达量高的植株中最为明显。另外,转基因拟南芥的叶片黄化现象没有野生型拟南芥明显,衰老速度相对于野生型来说明显减慢。4、以叶片为转化受体,通过体胚发生途径得到了完整的转基因蒺藜苜蓿植株,并采用荧光定量PCR分析了MtWRP1在转基因植株中的过表达情况。发现在不同的转基因蒺藜苜蓿株系中,MtWRP1表达量不同。综上所述,蒺藜苜蓿MtWRP1具有与I类WRKY蛋白N端WRKY结构域相近的WRKY域。除此之外,它还具有一个特殊的五次跨膜结构域(TM域),可通过TM域靶向定位于高尔基体,具有豆科植物特异性。MtWRP1能延缓叶片衰老,可能调控根瘤形成。