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植物在生长发育过程中会受到各种环境胁迫的危害,尤其是干旱和土壤盐渍化严重影响作物的产量和品质。为了适应外部环境变化,植物体内会发生一系列级联反应,从而通过增强胁迫响应基因的表达来改善自身的抗逆性。因此,解析植物抗逆作用机制,挖掘抗逆候选功能基因对提高作物的抗逆性至关重要。锚蛋白（Ankyrin,ANK）基因家族是植物中已知最大的基因家族之一。高等植物中,ANK家族基因参与调控植物对环境胁迫的响应,ANK基因的过表达能够提高植物的抗逆性。然而,关于ANK家族基因的生物功能和分子机制还不完全清楚。因此,本研究以重要农作物谷子（Setaria italica）和大豆（Glycine max）为研究对象,基于其基因组信息,分析了谷子和大豆中的ANK家族基因,并鉴定了抗逆候选基因Si ANK37和Gm ANK114的生物学功能。主要研究结果如下:1.谷子和大豆ANK家族基因的鉴定:利用ANK结构域的pfam号（PF00023）检索谷子和大豆基因组数据库,分别获得124和226个ANK家族基因。根据ANK蛋白包含功能域的不同,ANK家族被划分为不同亚家族,其中,谷子基因组中包含7个ANK-IQ亚族基因,这些基因编码的蛋白定位在细胞核中;Si ANK-IQ基因Si ANK37在干旱、盐和ABA处理下均上调表达。大豆基因组中包含17个ANK-RF亚族基因,其启动子区存在多个胁迫响应元件;大多数Gm ANK-RF基因受干旱、盐和ABA诱导表达,尤其是Gm ANK114在三种胁迫条件下均明显上调表达。2.谷子Si ANK37抗旱耐盐功能鉴定及其作用机制解析:（1）利用农杆菌介导的遗传转化技术,在水稻中表达Si ANK37获得转基因水稻植株。对其进行抗旱耐盐鉴定发现,过表达Si ANK37能够显著提高转基因水稻对干旱和盐的抗性。干旱和盐胁迫处理后,转Si ANK37基因水稻植株地上和地下鲜重增加,体内脯氨酸含量增加,丙二醛、H2O2和O2-含量降低。此外,过表达Si ANK37能够促进水稻胁迫响应基因Os DHN1、Os RAB21、Os HSP82、Os ABI5、SAUR71、Os WRKY24、Os MYB4和Os SNAC1的表达。进一步分析显示,Si ANK37蛋白具有转录激活活性,能够增强Si MYB4启动子介导调控的荧光素酶活性。这些结果表明Si ANK37蛋白通过调控植物体内胁迫响应基因的表达来正向调控植株的抗旱耐盐性。（2）以Si ANK37为诱饵蛋白筛选谷子c DNA文库,通过测序比对获得一个丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶基因Si OSK1。酵母双杂交、体外蛋白Pull-down以及荧光素酶互补技术验证Si ANK37和Si OSK1蛋白存在互作关系。q RT-PCR分析显示,Si OSK1基因受干旱和盐诱导表达,同时Si OSK1基因的过表达能够显著提高转基因拟南芥的抗旱性。由此推断,Si ANK37可能通过与Si OSK1相互作用,调控植物对非生物胁迫的耐受性。（3）对转Si ANK37基因小麦植株的抗逆性鉴定发现,在干旱和盐胁迫处理下,转Si ANK37基因小麦的株高和脯氨酸含量显著高于受体材料Fielder,而丙二醛的含量显著低于Fielder。这些结果表明,Si ANK37基因的表达能够提高转基因小麦植株对干旱和盐的耐受性。3.大豆Gm ANK114抗旱耐盐功能鉴定及其作用机制解析:利用根瘤农杆菌介导的大豆毛状根转化技术,获得转Gm ANK114基因大豆毛状根植株。抗逆鉴定发现,在干旱和盐胁迫处理下,Gm ANK114的过表达能够显著提高转基因大豆毛状根植株的存活率,且过表达Gm ANK114大豆毛状根植株在胁迫条件下积累更多的脯氨酸,更少的丙二醛、H2O2和O2-,表明转Gm ANK114基因大豆毛状根植株具有更强的抗旱耐盐性。进一步利用q RT-PCR技术分析过表达毛状根植株中胁迫响应基因的表达,结果发现,胁迫条件下转Gm ANK114基因大豆毛状根植株中Gm WRKY13、Gm NAC11、Gm DREB2、Gm MYB84和Gmb ZIP44显著上调表达。这些结果表明Gm ANK114通过影响胁迫相关基因的表达提高植物的抗旱耐盐性。综上,本研究通过对谷子和大豆ANK家族基因分析,分别筛选获得受干旱和盐胁迫显著诱导的关键调控基因Si ANK37和Gm ANK114。功能鉴定发现Si ANK37和Gm ANK114基因参与植物对干旱和盐胁迫的响应,正向调控植物的抗旱耐盐性。上述研究初步揭示了谷子和大豆中两个ANK家族基因对干旱和盐胁迫的抗性机理,为ANK家族基因抗旱耐盐机制的研究提供了重要线索,也为培育抗逆作物品种提供了新的研究方向。