油菜(Brassicanapus L.)是重要的油料经济作物,而随着气候环境的变化,油菜的生产问题日益凸显。随着植物基因组研究的深入,抗逆相关基因和抗逆机制的不断揭示,通过提高作物抗逆性来应对气候环境的变化是当前研究的热点。植物自身长期进化过程中已经形成了一套复杂高效的逆境胁迫调控网络,在各种转录因子及下游胁迫响应基因的参与下有条不紊的调控植物对不利环境因素的适应。WRKY转录因子是高等植物中特有的一类转录调控因子,参与植物的多种胁迫响应。油菜基因组测序的完成,为油菜抗逆基因的挖掘工作带来便利。本研究利用油菜全基因组信息与生物信息学技术鉴定分析了油菜中的所有WRKY家族成员,从中筛选克隆出了部分具有抗逆潜质的基因并构建相关的转基因材料来进一步研究其功能。本研究以中双11油菜品种为材料,以油菜全基因组序列及不同胁迫诱导处理下的转录组为基础数据对油菜WRKY家族的进化及其对逆境胁迫的响应进行了初步的研究。(1)以拟南芥(Arabidopsis thaliana)、油菜(Brassica napus)、白菜(Brassica rapa)、甘蓝(Brassica oleracea)基因组为参考序列,根据WRKY蛋白的基本结构及文献中已报道的拟南芥WRKY家族成员特征,对油菜、白菜和甘蓝3个近缘物种的WRKY家族进行了系统的鉴定和分析。结果表明,油菜中共鉴定出WRKY家族成员278个、白菜中145个、甘蓝中148个。油菜中的WRKY家族成员分为三个亚族,49个属于GroupⅠ,183个属于Group Ⅱ,46个属于GroupⅢ,其中Group Ⅱ又分为a、b、c、d、e5个小的亚族。(2)根据胁迫处理转录组差异表达基因的分析,筛选到16个在不同胁迫处理下差异表达的WRKY基因。对这16个基因的启动子结构和胁迫处理表达模式进行了分析,结果显示,WRKY基因启动子区含有多种与胁迫响应相关的顺式作用元件如ABRE、MBS、HSE、LTR 等。qRT-PCR 结果显示,WRKY 基因受 ABA、NaCl、PEG6000 等胁迫诱导表达。(3)分别选取了 3个WRKY转录因子进行了亚细胞定位与转录激活活性分析。结果显示,3个油菜BnWRKY转录因子均定位于细胞核中,其中一个基因在细胞膜上也有分布;有1个WRKY转录因子具有一定的转录激活活性,而2个WRKY转录因子可能存在转录抑制活性。(4)克隆并构建了 11个胁迫响应相关WRKY基因的转基因油菜和拟南芥材料,获得了 5个超表达Bn WRKY157和1个超表达BnWRKY184的拟南芥纯合体株系,以及其他9个未纯合的转基因拟南芥与油菜。(5)对BnWRKY157超表达拟南芥的部分表型做了初步分析,发现超表达拟南芥相比于野生型拟南芥对ABA、Mannitol、NaCl更加敏感,而且超表达材料的莲座叶叶片向内卷缩,无法正常舒展,气孔密度显著高于野生型,离体叶片失水率也高于野生型,说明超表达材料对逆境胁迫更加敏感。