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苎麻（Boehmeria nivea L.）是荨麻科苎麻属多年生宿根性纤维植物,以收获韧皮纤维为主,是多年生宿根性纤维植物典型代表。目前有相关的文献研究发现苎麻的细胞壁是重金属镉的主要结合部位,且细胞壁组分半纤维素在苎麻耐镉性方面发挥重要作用。因此对苎麻中半纤维素相关基因进行研究,为提高苎麻镉积累和耐受镉能力以及降低饲草作物中的镉改造提供理论基础。研究以转录组测序结果及苎麻根对重金属镉响应表达谱结果为基础,共筛选到响应镉胁迫的半纤维素相关基因14个（3个β-甘露聚糖酶基因（MAN）和11个木葡聚糖糖基转移酶/水解酶基因（XTH））。有相关文献表明苎麻细胞壁的半纤维素在镉耐性有突出贡献,故克隆了6个半纤维素相关基因（1个MAN和5个XTH）的全长cDNA,并研究了它们的组织表达和对逆境的响应;构建了超表达载体及转拟南芥的基因功能研究,以期揭示苎麻的耐镉分子机理,具体结果如下:1)克隆了苎麻BnMAN1基因,该基因编码375个氨基酸,预测其相对分子质量为42.47 kD,理论等电点为9.45。同源性氨基酸比较发现该基因在进化上具有相对保守性。对其编码的蛋白结构域分析发现BnMAN1具有β-甘露聚糖酶结构域（COG3934）与糖基水解酶结构域（Cellulase）。对其启动子分析发现BnMAN1基因上游的调控序列包括TATA-box、CAAT-box、AE-box、Box 4、I-box、GAG-motif、GATA-motif、Skn-1motif、ARE、AuxRR-core、TCA-element、MBS等顺式作用元件。综合分析发现该基因可能通过参与激素的信号转导来响应苎麻抗逆胁迫。2)克隆了5个苎麻XTH基因:BnXTH1、BnXTH2、BnXTH3、BnXTH4、BnXTH5。分析发现5个BnXTH均含有GH16XET和Glycohydro16保守性结构域,编码的氨基酸序列都含有保守的催化基序DE（L/I）DFEFLGN序列。且将5个BnXTH编码的氨基酸序列聚类分析,发现BnXTH1、BnXTH2和BnXTH3蛋白关系较近,BnXTH4与BnXTH5蛋白亲缘关系较近。3)组织表达特异性分析发现BnMAN1基因在根、茎、叶、茎尖和花中都有表达,且主要在雌花、雄花中表达,其中雌花中表达量最高;5个BnXTHs基因在根、茎、叶、茎尖和花中都有表达,且主要在雌花、雄花中表达;非生物胁迫的表达分析发现,6个基因都受干旱、镉及高盐等非生物胁迫诱导表达。4)构建了BnMAN1、BnXTH1、BnXTH2、BnXTH3、BnXTH4、BnXTH5超表达载体,并导入农杆菌EHA105,浸花法转化拟南芥。对BnXTH1基因的功能进行了初步验证,发现转BnXTH1基因型拟南芥较野生型在重金属胁迫下,根长和生物产量有所提高,表明其与重金属镉耐性相关。