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超积累型东南景天（Sedum alfredii Hance,HE）是一种可富集镉（Cd）/锌（Zn）/铅（Pb）的超积累植物,它可以积累大量重金属离子而没有明显中毒现象,在植物修复领域具有较大的应用价值。因此对该物种重金属耐性的作用机理研究具有重要意义。在前期转录组测序中发现热激转录因子家族（Hsf）可能与Cd胁迫应答相关,尽管已经有很多研究报道该家族在非生物胁迫中的作用,但Hsfs参与重金属胁迫响应的作用机制还尚不清楚。本研究鉴定了超积累型东南景天（HE）中Hsf基因家族,分析了家族成员的保守结构域、系统进化关系、组织特异表达和对非生物胁迫的响应,并从中筛选出2个Cd胁迫相关基因（SaHsfA4a和SaHsfA4c）。以HE东南景天为研究对象,非积累型东南景天（NHE）为对照,探讨了SaHsfA4a和SaHsfA4c基因在东南景天Cd耐性过程中的作用及作用机制。主要研究结果如下:1.超积累型东南景天SaHsf基因家族共有22个成员,可分为A、B、C 3个亚类,其中A亚类成员最多;SaHsf家族成员结构高度保守,家族基因对热、冷、干旱、盐、外源激素ABA和重金属Cd均有响应;基因表达具有组织特异性,在Cd胁迫下SaHsfs基因和SaHsps基因分别在根、茎、叶中均存在三种类似的表达模式。2.从超积累东南景天和非积累型东南景天cDNA中分别分离出两个A4亚类成员（SaHsfA4a和SaHsfA4c）,这两个基因在HE中呈现截然不同的表达模式;这两个基因均为核定位蛋白且具有转录活性;Western-blot结果表明SaHsfA4ch蛋白在茎中表达量最高,其次是根;经免疫组化分析表达部位主要为薄壁细胞;Cd胁迫后,SaHsfA4ch蛋白表达量明显升高。与非积累型东南景天A4类成员（SaHsfA4an和SaHsfA4cn）相比,过表达SaHsfA4ah或SaHsfA4ch基因的酵母具有较强的Cd耐受性;Cd胁迫后,转基因拟南芥植株萎黄程度较轻,SaHsfA4ah或SaHsfA4ch基因可增强转基因拟南芥的耐Cd能力,提高转基因株系中ROS清除酶活性、调节ROS含量以及相关基因的表达,包括热激蛋白、过氧化物酶基因（POD）、过氧化氢酶基因（CAT）和抗坏血酸过氧化物酶基因（APX）;SaHsfA4ah和SaHsfA4ch基因启动子启动GUS基因主要在拟南芥根、茎、叶的维管组织、柱头以及雄蕊组织中表达,并且受Cd诱导。以上结果说明超积累型东南景天SaHsfA4ah或SaHsfA4ch基因参与Cd胁迫响应并具有镉耐受性。3.超积累型东南景天SaHsfA4ah或SaHsfA4ch可以发生可变剪切,内含子长度分别为79 bp和201 bp,将保留内含子的基因命名为InSaHsf A4ah或InSaHsfA4ch,该基因仅能编码103、109个氨基酸,且DBD结构域不完整。对Cd处理前后超积累型东南景天根、茎、叶中InSaHsfA4ah基因内含子分析发现Cd处理前内含子保留而处理后剪切;InSaHsfA4ah、InSaHsfA4ch不能增强酵母及拟南芥的Cd耐受性。因此推测,超积累型东南景天SaHsfA4ah或SaHsfA4ch基因可能通过内含子的精确剪切响应镉胁迫。4.Nramp（Natural Resistance-Associated MacrophageProtein）基因家族广泛存在于动植物以及微生物中,可编码一类转运铁（Fe）、锌（Zn）、锰（Mn）、镉（Cd）等重金属的转运子。本研究在前期对东南景天转录组数据分析的基础上,挖掘出SaNramp6差异表达基因。研究发现,SaNramp6基因启动子区含有热激结合元件（HSE）且表达模式与SaHsfs基因类似,过表达SaHsfA4ah或SaHsfA4ch的拟南芥株系在Cd胁迫处理后可以提高AtNramp6基因表达量,预测SaNramp6可能是Hsf基因的下游靶基因。因此,本研究从亚细胞定位、拟南芥Cd吸收等方面进一步分析该基因功能。结果发现SaNramp6基因定位于细胞膜,可增强拟南芥对Cd的积累量、Cd转移系数以及Cd2+流速,此外,在杨树中过表达该基因同样可以增强转基因株系对Cd的积累量和转移系数。超积累东南景天SaHsfA4ah或SaHsfA4ch基因可能通过与下游基因HSE元件结合激活下游基因表达从而发挥作用。