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培育新花色或者具有较强抗性的园林植物新品种是当前基因工程育种的主要目标。UDP-葡萄糖基转移酶家族基因(UDPGT,简称UGT)与花色苷的生物合成相关,还参与植物对生物与非生物胁迫的防御反应,挖掘不同植物的UGT基因资源,可为植物基因工程育种奠定基础。溪荪(Iris sanguinea)是鸢尾属植物,兼具观赏和药用价值,应用比较广泛。本研究克隆了溪荪IsUDPGT基因并对其进行生物信息学分析、表达特性分析、亚细胞定位,探讨了转IsUDPGT基因的酵母在不同胁迫处理下的生长情况,以及转IsUDPGT基因的烟草、拟南芥在氯化镉处理下的表型等的变化,以进行该基因的功能研究。主要研究结果如下:(1)在溪荪转录组测序基础上,通过RT-PCR反应完成Is-UDPGT基因ORF区的克隆。生物信息学分析表明,基因ORF区核苷酸编码的蛋白属于UDP-糖基转移酶超家族,编码465个氨基酸,蛋白为无跨膜螺旋区不稳定的疏水性蛋白,C-末端有保守的糖基受体结合特征区域PSPGbox(342位-385位)。进化树分析得出IsUDPGT基因编码的蛋白与橡胶树的同源性较高,其次是胡杨和月季,序列比对和同源性分析推测该基因属于3GT亚家族。(2)IsUDPGT基因在溪荪与白花溪荪的花和叶中表达量存在差异。在开花的不同阶段,IsUDPGT基冈在溪荪与白花溪荪的花、叶中表达量从S1期(花苞期)到S4期(衰败期)逐渐降低;对相同阶段同一组织的比较发现,S1期到S3期(盛开期),白花溪荪花瓣中IsUDPGT基因的表达量高于溪荪花瓣中的,S4期表达情况相反。在开花的各个阶段,白花溪荪叶中IsUDPGT基因的表达量均高于溪荪叶中。亚细胞定位的结果表明Is UDPGT基因定位在细胞核中。(3)构建了 pYES2-IsUDPGT表达载体,并成功的转入酵母菌株中,在不同浓度D-Sorbitol胁迫下,转pYES2-IsUDPGT基因的酵母菌株与转空载体pYES2的酵母菌株生长状况差异不明显;随NaCl胁迫浓度增加,两种酵母菌均对胁迫有所反应,但差异不明显;在150μM/L及以上浓度的CdC12胁迫处理下,转入pYES2-IsUDPGT基因的酵母菌的生长状况明显弱于转空载体pYES2的酵母菌株,转基因酵母对氯化镉的胁迫更敏感。(4)构建pBI121-IsUDPGT-GFP植物表达载体,通过农杆菌介导法转入烟草,IsUDPGT基因成功整合到烟草染色体上并表达。转IsUDPGT基因烟草与野生型烟草花色无差别;在不同浓度CdC12处理下,转基因株系和野生型株系叶片的叶绿素含量随着CdCl2浓度的增大有所下降,叶片变黄的现象逐渐明显。胁迫浓度在55μM/L、110μM/L和2751μM/L时,转基因株系的叶片状态和叶绿素含量低于野生型叶片的,表明转基因烟草对镉胁迫反应敏感、耐受性弱;当胁迫浓度达到550μM/L时,二者受伤害程度表现一致。(5)构建pCXSN-IsUDPGT植物表达载体,花序侵染法转化拟南芥株系,TsUDPGT基因成功整合到拟南芥染色体上并表达。对萌发过程中的转基因和野生型拟南芥进行不同浓度的CdC12胁迫处理发现,随着胁迫浓度的提高,发芽率降低,植株的长势大体呈减弱趋势;同一胁迫处理下,转基因拟南芥种子的发芽率低于野生型的,植株长势弱于野生型植株;植株的鲜重、根长低于同一处理浓度下的野生型株系。可以认为IsUDPGT基因在镉胁迫中表现出负调控。