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水通道蛋白（aquaproin,AQP）是一类高度保守的蛋白质,具有一定的选择性和较高的水分渗透性,其相对分子质量一般在23-31 Ku之间,属于膜内在蛋白（major instrinsic protein,MIPs）超家族,广泛存在于植物、动物、微生物等各类生物体中,目前在这些生物体内已经发现了150多种MIP。对植物体内水分运输、小分子溶质、气体和重金属的运输、根的水分吸收、细胞的伸长与分化、植物生殖生长等多种生理过程均有重要的调节作用。在逆境胁迫的条件下,植物水通道蛋白也能对非生物胁迫作出应答,包括盐胁迫、干旱胁迫、冷胁迫和重金属胁迫等非生物胁迫。本实验是以胡杨、毛白杨和烟草为材料,对胡杨AQP蛋白基因Pe TIP1;2进行克隆,并对Pe TIP1;2基因的转基因植物在重金属胁迫、盐胁迫和干旱胁迫等条件下的调控作用进行研究,同时对35Spro::Pe TIP1;2-RNAi载体构建和基因敲除进行探究,然后也通过拟南芥原生质体对Pe TIP1;2蛋白进行亚细胞定位,最后还研究克隆了Pe TIP1;2启动子,构建Pe TIP1;2pro::GUS植物表达载体转化杨树;分析启动子的组织表达和在盐和甘露醇诱导下的组织表达差异。从功能分析和表达调控研究两方面初步研究了该基因在胡杨抗逆性机制中的作用。取得的研究成果如下:1.Pe TIP1;2基因克隆和转基因植物鉴定本研究通过克隆胡杨Pe TIP1;2基因,采用叶盘转化法转化毛白杨和烟草,共得到组培杨树18棵,其中阳性杨树16棵,阳性率88.88%,通过实时荧光定量PCR分析表达量最高的是野生型毛白杨的59.7倍,最低为0.20倍;得到组培烟草24株,其中阳性烟草23株,阳性率为95.8%。2.胡杨Pe TIP1;2基因功能本研究对异源过表达胡杨Pe TIP1;2基因的转基因烟草进行不同的非生物胁迫处理,发现转基因烟草在含有200 mmol/L Na Cl的1/2MS培养基上的根长显著高于野生型烟草,对烟草进行土培实验,发现转基因烟草和野生型烟草都能在正常浇水下正常生长,当浇入200 mmol/L Na Cl溶液时野生型和转基因烟草叶片开始变黄,但是野生型表型更明显且叶片出现萎蔫,说明异源过表达Pe TIP1;2基因提高了烟草对盐的抗性;转基因烟草在含有300 mmol/L Mannitol（甘露醇）的1/2MS培养基上的根长显著长于野生型烟草,对烟草自然干旱处理7 d后发现野生型烟草变萎蔫,转基因烟草长势良好,说明异源过表达Pe TIP1;2基因可以提高烟草对干旱的抗性;对转基因烟草和野生型烟草用含有50 mmol/L Cu SO4·5H2O处理,发现野生型烟草明显萎蔫且受到严重伤害而转基因烟草受到伤害较小且没有出现明显的萎蔫,说明异源过表达Pe TIP1;2基因提高了烟草对重金属硫酸铜胁迫的抗性。本研究采用拟南芥原生质体进行亚细胞定位,结果显示Pe TIP1;2蛋白定位主要在液泡膜上。基于胡杨基因组数据,克隆Pe TIP1;2的启动子构建Pe TIP1;2pro::GUS植物表达载体转化毛白杨;分析启动子的组织表达和200mmol/L Na Cl和300 mmol/L Mannitol诱导下的组织表达差异。初步表明Pe TIP1;2基因为诱导表达性,主要在叶中表达,少部分在根中表达,茎中基本不表达。3.RNAi干扰实验本研究通过构建35Spro::Pe TIP1;2-RNAi载体,采用叶盘法转化毛白杨中获得RNAi干扰阳性杨树共9棵。