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本研究利用根癌农杆菌介导的甘薯遗传转化体系,将本实验室克隆的IbMIPS1和IbMVD基因分别导入甘薯品种栗子香和徐薯18中,获得了具有不同抗性的转基因甘薯植株,并解析过表达相关基因甘薯植株的抗性分子机制。主要结果如下:1.将IbMIPS1基因导入甘薯品种栗子香和徐薯18中,过表达IbMIPS1基因显著提高转基因甘薯植株的耐盐性、抗旱性和茎线虫病抗性。盐、旱胁迫下,转基因植株的肌醇含量、肌醇-1,4,5-三磷酸(IP3)含量、磷脂酸(PA)含量、Ca2+含量、ABA含量、K+含量、脯氨酸含量、海藻糖含量、SOD活性和光合活性显著增加,丙二醛(MDA)含量、Na+含量和H2O2含量显著降低。茎线虫侵染后,转基因植株的肌醇含量、IP3含量、PA含量、Ca2+含量、ABA含量、胼胝质含量、木质素含量和抗氧化酶活性显著增加,MDA含量显著降低,H2O2含量在侵染1～2 d迅速增加之后再降低,木栓层细胞层数增加。转录组和实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析表明,在盐、旱、茎线虫胁迫下,IbMIPS1基因的过表达显著上调肌醇生物合成、磷脂酰肌醇(PI)信号途径、ABA信号途径、胁迫响应、光合作用和ROS清除系统相关基因的表达,从而显著提高转基因甘薯植株的耐盐、抗旱及茎线虫病抗性。2.将IbMVD基因导入甘薯品种栗子香中,过表达IbMVD基因显著提高转基因甘薯植株的β-胡萝卜素和总类胡萝卜素含量,显著增强盐、旱、冷和MV等非生物逆境胁迫抗性以及茎线虫病抗性。非生物逆境胁迫下,转基因植株的ABA含量、脯氨酸含量、SOD活性和光合活性显著增加,MDA含量和H2O2含量显著降低;茎线虫侵染后,转基因植株的呋喃类倍半萜植保素含量、胼胝质含量、木质素含量和抗氧化酶活性显著增加,MDA含量显著降低,H2O2含量在侵染1～2 d迅速增加之后再降低,木栓层细胞层数增加。转录组和qRT-PCR分析表明,IbMVD基因的过表达显著上调甲羟戊酸(MVA)代谢途径、类胡萝卜素生物合成途径相关基因的表达,从而显著提高转基因甘薯植株的类胡萝卜素。IbMVD基因的过表达显著上调MVA途径、类胡萝卜素生物合成途径、ABA信号途径、胁迫响应、光合作用和ROS清除系统相关基因的表达,从而显著提高转基因甘薯植株的非生物逆境胁迫抗性。IbMVD基因的过表达显著上调MVA途径、倍半萜合成途径和胁迫响应相关基因的表达,从而显著提高转基因甘薯植株的茎线虫病抗性。