【摘 要】
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毛竹（Phyllostachys edulis）是我国重要的经济竹种,但由于干旱、盐碱与低温等非生物性胁迫影响了毛竹在我国的分布与产量,对于毛竹资源的开发与利用也造成了一定的影响。超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase,SOD）是一类能够清除植物体内活性氧的抗氧化酶,而植物SOD基因是编码植物体内超氧化物歧化酶的一类基因,具有调控植物体内超氧化物歧化酶活性的作用,在植物抵抗逆境胁
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毛竹（Phyllostachys edulis）是我国重要的经济竹种,但由于干旱、盐碱与低温等非生物性胁迫影响了毛竹在我国的分布与产量,对于毛竹资源的开发与利用也造成了一定的影响。超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase,SOD）是一类能够清除植物体内活性氧的抗氧化酶,而植物SOD基因是编码植物体内超氧化物歧化酶的一类基因,具有调控植物体内超氧化物歧化酶活性的作用,在植物抵抗逆境胁迫的过程中发挥了重要的作用。本研究选取了毛竹SOD基因家族作为研究对象,通过生物信息学分析并进行了克隆与表达分析,并选取了Pe Fe SOD2通过转基因手段对其功能进行了进一步的探究。主要研究结果如下:1.基于毛竹2018版基因组数据库,从中筛选出了7条毛竹SOD基因,将其与水稻（Oryza sativa）与拟南芥（Arabidopsis thaliana）的SOD基因通过比对构建进化树,可以将毛竹SOD基因家族分为3个亚家族,分别为Cu/Zn-SOD亚家族,Fe-SOD亚家族与Mn-SOD亚家族,同一亚家族的毛竹SOD基因均具有相同的保守结构域。通过启动子顺式元件分析可知,毛竹SOD基因启动子富含抵抗逆境胁迫相关与激素响应相关元件。2.通过荧光定量PCR分析了7条毛竹SOD基因在不同逆境胁迫与激素处理下的表达量变化情况,发现7条毛竹SOD基因在不同的逆境胁迫与激素处理下具有不同的表达模式。通过酵母双杂交实验,发现Pe CZSOD2,Pe Mn SOD2与Pe Fe SOD1蛋白均可以与自身发生相互作用,Pe Mn SOD1与Pe Mn SOD2可以发生相互作用,Pe Fe SOD1与Pe Fe SOD2也可以发生相互作用,表明毛竹SOD蛋白可能通过与自身结合或与其他同族SOD蛋白结合形成多聚体的方式发挥作用;并且还证明了毛竹SOD蛋白Pe Fe SOD1和Pe Fe SOD2都可以与毛竹过氧化物酶蛋白Pe BAS1发生互作关系,说明Pe Fe SOD1和Pe Fe SOD2蛋白可能可以通过与Pe BAS1蛋白结合形成多聚体的方式发挥抵抗氧化胁迫的作用。3.为进一步研究毛竹SOD基因的功能,将毛竹SOD基因Pe Fe SOD2通过异源转化的方式转入了水稻,获得水稻Pe Fe SOD2过表达植株,并进行了高盐胁迫处理,结果发现Pe Fe SOD2转基因水稻与野生型水稻相比,转基因水稻长势更好,株高、根长与超氧化物歧化酶活性均要高于野生型水稻,丙二醛则要显著低于野生型水稻。并且根据荧光定量PCR分析,转基因水稻的盐胁迫相关基因的表达也要高于野生型水稻。以上结果说明了毛竹SOD基因家族在毛竹抵抗非生物胁迫方面具有一定的功能,本文为阐明毛竹抵抗逆境胁迫机制提供了一定的理论基础。
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