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玉米(Zea mays L.)不仅是人类重要的粮食作物,也是一种重要的谷类饲料,但是玉米在生长过程中常受到一些逆境胁迫而导致产量降低。脱落酸(ABA)调节的生物反应是植物对逆境信号的一个基本反应。 ABA-insensitive (ABI)5属于碱性亮氨酸拉链转录因子家族成员。拟南芥ABI5基因参与了ABA信号转导,在逆境胁迫反应中起着重要的调控作用。但是玉米ZmABI5基因在ABA信号转导和逆境胁迫反应中的作用未见相关报道。本研究从玉米基因组中分离了ZmABI5基因,采用盐、脱落酸、水杨酸、甘露醇、干旱、高温、低温、伤害胁迫处理玉米幼苗,研究ZmABI5基因在玉米不同组织、不同激素处理及不同逆境胁迫下的表达情况;同时构建ZmABI5超表达载体,转化烟草,采用盐、干旱、高温和低温处理转基因烟草,分析转基因烟草对逆境胁迫的反应,研究玉米ZmABI5基因在非生物逆境胁迫下的功能,主要研究结果如下:1、通过生物信息学方法对ZmABI5结构及表达模式进行预测,主要有以下特点:1)具有完整的编码框,编码352个氨基酸,具有典型碱性亮氨酸拉链的结构域;2)该基因在玉米的叶片、根中均有表达;3)预测其启动子序列中含有SA、ABA响应元件。2、通过不同外源激素和逆境胁迫处理玉米幼苗,采用定量PCR方法分析ZmABI5的表达模式,结果发现在叶片中,盐、脱落酸、水杨酸、高温和低温处理后,ZmABI5上调表达,干旱和伤害处理则使ZmABI5表达下调;在根中,高温、低温、伤害和干旱处理诱导ZmABI5表达上调,NaCl、水杨酸和脱落酸处理诱导ZmABI5表达下调。结果表明,ZmABI5与逆境胁迫或者胁迫相关的激素调控机制相关。3、将扩增的ZmABI5片段构建到植物表达载体pLP-35S-100中,与gus基因融合,然后转入根癌农杆菌菌株GV3101中。通过农杆菌介导的叶盘法转化烟草,T0和T1代转基因株系在卡那霉素(100mg/L)筛选压力下获得抗性植株。经GUS染色及定量PCR鉴定,该基因已整合到烟草基因组中,获得了转基因烟草。4、研究发现转基因烟草在盐、干旱、高温和低温逆境条件下表现出更敏感的表型,生理指标测定进一步验证了上述结果,表明ZmABI5可能在植物抗逆过程中起负调控作用。定量PCR分析与逆境胁迫相关的基因表达,发现在转基因烟草中这些基因的表达水平都被不同程度的改变。以上结果表明:玉米ZmABI5基因参与了植物非生物胁迫的抗逆反应,并且在抗逆反应中作为负调控因子发挥作用。