桑树是蚕业生产的物质基础,也是水土保持、防风固沙和改善环境的重要生态树种。桑树病虫害是影响蚕业生产发展和实现桑树生态价值的重要因素。开展桑树抗病分子机制研究,培育抗性新品种,有利于桑树作为经济和生态树种在林业生产中发挥其重要作用。病程相关蛋白基因PR1s作为一类防卫反应基因与植株的系统获得性抗性密切相关,但其具体的生物活性和抗病机制还不清楚。本研究根据获得的桑树转录组信息,克隆得到桑树PR1蛋白家族基因MuPR1c,并对其生物学功能进行了研究;同时扩增了MuPR1c基因的启动子,并对其活性进行了分析,探讨了MuPR1c基因的表达调控方式。研究结果为桑树抗病分子育种提供了候选基因,同时也为PR1蛋白家族功能和作用机制的研究奠定了基础。本文的主要研究结果:(1)桑树病程相关蛋白基因MuPR1c的功能研究根据获得的桑树转录组信息,利用PCR技术克隆得到了桑树病程相关蛋白基因MuPR1c(GenBank登录号:KC453994),该基因编码区全长为609 bp,编码202个氨基酸,理论分子质量为22.97 kDa,等电点为6.30。对该蛋白的结构进行预测分析发现,MuPR1c蛋白二级结构中富含α-螺旋,其次为β-折叠和延伸片段,而转角仅占4.46%,具有α-β-α夹心结构;该蛋白具有一个典型的信号肽序列,1个显著跨膜结构区和一个核输出信号序列。将克隆得到的MuPR1c基因片段插入到表达载体pBI121中,成功构建了其植物表达载体,转化拟南芥,并成功获得了转基因植株。对转基因拟南芥接种丁香假单胞菌番茄致病变种(Pst DC3000)和灰霉菌,发现转基因拟南芥对Pst DC3000和灰霉菌的侵染具有较强的抗性,表明MuPR1c基因对提高植物对细菌和真菌病的抗性具有一定作用。(2)桑树病程相关蛋白MuPR1c的亚细胞定位分析将MuPR1c基因插入到含有GFP基因的植物表达载体PROKⅡ中,构建了MuPR1c-GFP融合基因植物表达载体,转化拟南芥,获得了转基因植株,通过对转基因拟南芥根尖的显微观察,证明了桑树MuPR1c定位于细胞壁或分泌到细胞间隙。(3)MuPR1c基因启动子pMuPR1c的克隆及其功能分析利用Tail-PCR技术成功地从桑树中分离得到MuPR1c基因的启动子序列pMuPR1c。在线启动子分析工具分析发现该序列包含有启动子的核心元件以及多种转录因子结合位点,另外还包含多种环境因子响应元件,表明pMuPR1c可能通过不同的信号通路参与植物对外界环境的响应过程。通过农杆菌介导的烟草叶片瞬时表达分析,证明了该序列具有启动子的功能,并且具有一定的病原菌诱导活性。同时还构建了由pMuPR1c启动GUS基因表达的植物表达载体,转化拟南芥,获得了转基因植株,通过GUS组织化学染色检测了pMuPR1c的活性,发现该启动子既有组织表达特异性,又具有病原真菌和细菌诱导表达活性。