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百合是世界花卉市场中重要的切花之一,性喜凉爽湿润的半阴环境,多能耐受低温,但耐热性较差。目前国内主栽的百合品种生长、开花的最适温度为16～24℃,高于30℃生长受到抑制。但是在我国大部分地区,夏季日温可达35℃以上,夏季的高温胁迫不仅降低了百合切花品质,而且造成种球退化,制约着百合切花的周年生产。所以,提高百合耐热性是解决这一问题的关键。植物在高温条件下,热激响应基因的表达量升高,其中的热激转录因子(heat stress transcription factors,HSFs)和热激蛋白(heat shock proteins,HSPs)是热胁迫中发挥主要作用的胁迫响应基因。对HSFs-HSPs参与的高温响应机制的研究已成为揭示植物耐热性的基础研究。本试验利用耐热性较好的麝香百合品种‘白天堂’作为研究百合耐热机制的材料,从其叶片中分离了LlHSFA1和LlHSP70基因,并对这两个基因的基本生化特性、生物学功能及其在热胁迫响应中的关系进行了分析。主要研究结果如下：1. LlHSFA1是一个A1类HSF。利用RACE方法,从麝香百合‘白天堂’叶片中分离了一个A1类HSF,命名为LlHSFA1,其cDNA全长为2,128bp,开放阅读框(Open reading frame, ORF)长为1,587bp,编码528个氨基酸。LlHSFA1含有HSF五个完整的功能域,同模式植物拟南芥、番茄和水稻A1类HSF的所有成员相比,与水稻的OsHSFA1a同源性最高、亲缘关系最近。2. LlHSFA1的转录水平受高温等胁迫的诱导。利用实时定量荧光PCR技术,对LlHSFA1的表达量进行检测。常温下,LlHSFA1为组成型表达；经过42℃连续热激处理后,LlHSFA1在叶片中的表达呈现出‘上升-下降’交替的变化趋势,其中热激处理2h时表达量最高。此外,LlHSFA1还受到甘露醇和NaCl的强烈诱导。3. LlHSFA1定位在细胞核和细胞质中并具有转录激活活性。在洋葱和烟草表皮细胞中的瞬时表达分析表明,LlHSFA1同时定位在细胞核和细胞质中。通过酵母单杂交试验表明,LlHSFA1具有转录激活活性。4. LlHSFA1可能是LlHSFA2的上游因子,且二者之间能够发生互作。在热激处理的早期,LlHSFA1的表达早于LlHSFA2,推测LlHSFA1可能是LlHSFA2的上游基因。在烟草表皮细胞中的BiFC分析和酵母细胞中的双杂分析表明,LlHSFA1与LlHSFA2能够发生互作。5.拟南芥中异源过表达LlHSFA1提高了植株的高温耐受力。为进一步验证LlHSFA1的生物学功能,将LlHSFA1在拟南芥中异源过表达,并选择了三个表达量相对较高且存在差异的转基因株系进行表型试验。高温热激情况下,LlHSFA1能够明显提高转基因株系的高温耐性。6. LlHSP70是胞质型HSP70蛋白。从麝香百合‘白天堂’叶片中分离了一个HSP70的同源基因,命名为LlHSP70,其cDNA全长为2,186bp,ORF长为1,938bp,编码645个氨基酸。LlHSP70含有真核生物HSP70高度保守的三个家族标签序列,且其C端含有胞质HSP70的特征基序EEVD。在进化关系上,LlHSP70与小麦的TaHSP70亲缘关系最近。7. LIHSP70受高温诱导表达,可能是LlHSFA1的下游基因；在洋葱表皮细胞中的瞬时表达分析表明LlHSP70定位于细胞质和细胞核中；酵母双杂试验表明,LlHSP70与LlHSFA1能够发生互作。8.拟南芥中异源过表达LlHSP70提高了植株的高温耐受力。利用LlHSP70过表达拟南芥进一步分析LlHSP70的生物学功能,对三个表达量较高且有差异的转基因株系进行高温热激处理,结果表明LlHSP70能够提高转基因植株的高温耐性。综上所述,百合热激转录因子LlHSFA1和热激蛋白LlHSP70均参与了百合耐热性的调节,是百合热信号传递途径中的重要组分。本研究为阐明热激转录因子和热激蛋白对百合耐热性的调控机制提供理论参考。