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甘蔗(Saccharum officinarum L.)是主要的糖料作物,非生物胁迫尤其是干旱是制约甘蔗生长和蔗糖产量的重要因素,发掘甘蔗抗逆相关基因并对其进行功能研究,是利用抗逆基因培育抗逆高产甘蔗品种的基础。植物锌指蛋白是一类庞大的蛋白家族,通过锌指结构与DNA.RNA或蛋白相互作用来进行基因的表达调控,其作用贯穿了植物生长发育的整个过程。植物A20/AN1型锌指蛋白与非生物胁迫应答相关,能够提高转基因植物的抗逆能力,属于SAPs(Stress-asssociated proteins).本研究基于甘蔗茎秆成熟差减文库中获得的一个锌指蛋白基因ShSAP1(GenBank:HM991960),该基因编码蛋白具有A20与AN1锌指结构域,可能与甘蔗的成熟与逆境应答有关。本文通过对其基因结构、启动子序列、表达模式、亚细胞定位进行了分析来推测它可能参与的生长发育过程,通过转化模式植物烟草分析它对烟草抗逆性的影响,最后通过在甘蔗中沉默和增强表达ShSAP1探究其在甘蔗中可能的作用。主要研究结果如下：1.ShSAP1编码171个氨基酸,具有A20和AN1锌指结构域,属于SAP家族的一员,与玉米ZmAN13和水稻OsSAP8具有较高的同源性；ShSAP1生甘蔗中具有1～2个拷贝,5’端非编码区具有两段内含子,5’端上游1243bp调控序列具有多个抗逆相关顺式作用元件如干旱应答元件、ABRE.MYB/MYC转录因子结合元件等。2.ShSAP1在甘蔗的叶片、茎秆和根部均有表达,在各器官成熟部位的表达较未成熟部位高,在成熟茎节中表达最高；在甘蔗苗期ShSAP1的表达能被干旱、高盐、脱落ABA.ET和GA3诱导增强。ShSAP1无核定位信号,ShSAP1-GFP定位于洋葱表皮细胞膜、细胞质和细胞核中,而ShSAP1-GFP-GUS定位于洋葱表皮和烟草原生质体细胞质中。通过原核表达获得了可溶性的ShSAP1-His融合蛋白,将纯化的融合蛋白免疫兔子获得了ShSAP1的多克隆抗体。3.通过叶盘转化法将ShSAP1转入烟草,用ShSAP1多克隆抗体对三个低拷贝插入株系(T4、T16、T21)进行了Western blotting检测,结果表明ShSAP1在烟草中获得了表达。与野生型烟草相比,T4.T16与T21株系在幼苗后期表现出了较强的抗旱和抗盐性,在干旱处理初期多个抗逆相关基因NtAPX、NtCAT、NtTXP、NtPOD、NtERD10A、 NtERD10B、Osmotin和NtERF5在转基因烟草株系中的表达量都高于对照株系,说明ShSAP1参与了抗逆效应基因的表达调控。成苗时期进行干旱处理后,转基因烟草株系的质膜透性和MDA含量较对照株系低,脯氨酸含量、POD和CAT酶活性较高,表现出较强的抗旱能力。4.通过构建ShSAP1的增强表达和RNAi沉默植物表达载体,并对甘蔗进行了遗传转化,分别获得了2个ShSAP1增强表达株系(S5和S14)和ShSAP1低表达RNAi株系(i17和i44)。在苗期对RNAi株系和增强表达株系进行了抗旱性和抗盐性的测试,发现ShSAP1增强表达株系具有比对照和RNAi株系更强的抗旱和抗盐性,在干旱处理期间具有较强的保水能力并且能维持较高的净光合速率,盐胁迫后增强表达株系叶绿素含量降低的幅度较小；与对照株系相比,RNAi株系对干旱和盐胁迫稍为敏感。大田农艺性状分析发现与对照和RNAi株系相比,增强表达株系在拔节期具有较高的净光合速率,在成熟期具有较多的有效茎数,并且成熟茎秆具有较高的糖分含量,而RNAi株系各指标均略低于对照株系,说明ShSAP1的增强表达不但能提高甘蔗的抗逆性,可能还对甘蔗的生长和糖分累积具有促进作用。