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逆境胁迫下,植物首先通过多种途径感应环境的变化,然后将环境变化转变为细胞内部的信号,在接受了细胞的内部信号后,转录因子等反式作用因子与顺式作用元件结合来启动抗逆基因的表达,从而提高植物的抗逆性。许多植物逆境胁迫诱导基因的表达都在转录水平上受转录因子和顺式作用成分的调控,因此转录因子也在植物逆境信号传递过程中起着中心调节的作用。WRKY是一类只存在于植物中类似锌指模体的转录因子基因。其表达蛋白的共同特征是拥有60余个保守的氨基酸WRKY结构域,在N-端包含有高度保守的氨基酸序列WRKYGQK,C-端为锌指结构。目前,已相继从拟南芥、烟草、水稻、植物中克隆得到WRKY转录因子基因,但是,从玉米中直接克隆WRKY尚未见报道。本研究克隆了普通玉米的2个盐诱导表达的WRKY转录因子基因,分别命名为MaWRKY79、MaWRKY80以及MaWRKY79的启动子序列。序列分析表明,MaWRKY79基因编码328个氨基酸;MaWRKY80基因编码458个氨基酸;蛋白质保守结构域分析表明2个基因都含有一个WRKY保守结构域,属于ClassⅡWRKY转录因子家族。在洋葱表皮细胞内瞬时表达实验证明,MaWRKY79与GFP的融合蛋白聚集在细胞核内,表明该基因编码一种核蛋白。同时,我们克隆了MaWRKY79基因的启动子区域,并克隆到含有GUS报告基因的载体上转化拟南芥植株,得到的转基因株系经高盐、ABA、冷处理等处理后,GUS组织化学检测结果显示MaWRKY79基因的启动子被盐、ABA、冷诱导后增强表达。RT-PCR分析表明,MaWRKY79、MaWRKY80在玉米的根和叶中组成型表达,且受PEG、高盐和低温胁迫的诱导表达。表明这两个基因可能会在玉米对逆境胁迫响应中发挥一定作用。生物学功能分析显示,通过农杆菌介导法分别获得的上述2个基因的超表达转基因拟南芥株系过表达MaWRKY79、MaWRKY80的转基因拟南芥植株对ABA的敏感性降低,且MaWRKY79的转基因植株提高了对干旱、高盐胁迫的耐受能力,并使转基因植株中AAB1、ICE1、ABA2、ABI1的基因上调表达;超表达MaWRKY80的转基因植株也提高了抗干旱和高盐的能力,同时使转基因植株中ABI5、SOS 1、ABI1、ABI2、ICE1、DREB、RD19A基因上调表达;另外,对2个基因的转基因株系进行生理指标测定,结果显示在转基因株系中脯氨酸的含量明显高于野生型。由此给出相关的可能机制是:玉米MaWRKY79、MaWRKY80基因编码具有调节功能的蛋白,并受逆境胁迫因子PEG、高盐、低温的诱导,可能在玉米生长、发育及逆境胁迫应答信号传导途径中发挥重要的作用。