干旱和盐碱等非生物胁迫严重影响了作物的产量和品质,谷子(Setaria italica L.)具有抗旱、耐瘠薄、适应性强等特点,是研究单子叶作物非生物胁迫响应的理想材料。bZIP(the basic leucine zipper)和NAC(nascent polypeptide-associated complex)转录因子在植物生长和发育以及对非生物胁迫响应等过程中发挥重要作用。本研究从谷子干旱转录组测序结果中挑选了表达上调2倍以上的bZIP类转录因子SibZIP42和NAC类转录因子SiNAC18,采用序列分析,表达特性分析,基因功能鉴定以及下游功能基因检测等方法研究SibZIP42和SiNAC18提高植物耐盐和抗旱性的分子机制。本研究以谷子农家种龙谷25的cNDA为模板,使用PrimeSTAR DNA聚合酶扩增得到SibZIP42和SiNAC18转录因子基因,分别对这两个转录因子的生理功能进行研究,具体结果如下:1.谷子转录因子基因SibZIP42的功能研究结果表明:(1)谷子SibZIP42属于bZIP基因家族的S亚组,与拟南芥AtbZIP42序列同源性最高,达到89%;启动子元件分析表明,SibZIP42包含ABRE、MYB、MYC等多种逆境胁迫应答相关元件;磷酸化位点分析结果显示SibZIP42含有多个磷酸化位点。(2)实时定量PCR结果显示,SibZIP42对多种非生物胁迫均有不同程度的响应,在高盐、干旱(PEG)和ABA处理条件下表达明显上升;组织特异性表达分析结果显示SibZIP42在根部的表达量高于在茎及叶子中的表达;亚细胞定位分析表明SibZIP42定位在细胞核。(3)基因功能鉴定结果表明,在含有NaCl的MS培养基上,SibZIP42能提高拟南芥的萌发率和子叶绿化率。(4)在含ABA的MS培养基上,转基因拟南芥的绿化率低于野生型(WT);下游功能基因检测结果发现,ABA抗逆胁迫响应相关基因(HIS1-3、RD29B、RAB18)以及脱水响应相关基因(PIP2A)在转基因植株中的表达量高于野生型(WT)。表明SibZIP42可能通过ABA信号途径调控植物对高盐的胁迫耐性。2.谷子转录因子基因SiNAC18的功能研究结果表明:(1)谷子SiNAC18基因全长1074bp,编码357个氨基酸组成的亲水性蛋白,分子量约为38.8KD,等电点6.33;多序列比对分析结果显示SiNAC18含有A、B、C、D、E共5个NAC保守结构域;磷酸化位点分析结果显示SiNAC18蛋白含有多个磷酸化位点;亚细胞定位分析显示SiNAC18定位在细胞核。(2)表达谱分析结果显示SiNAC18在干旱、高盐和ABA等胁迫处理条件下表达量明显升高。(3)基因功能鉴定结果表明,在含有PEG的MS培养基上,SiNAC18转基因拟南芥的萌发率高于WT。(4)SiNAC18转基因株系在种子萌发期对ABA的敏感性增加,下游基因检测结果表明干旱和ABA抗逆胁迫响应相关基因(P5CR、PIP2A、POD、RD29A)在转SiNAC18基因株系中的表达量高于野生型(WT),表明SiNAC18可能通过提高逆境相关基因的表达来增强转基因拟南芥对干旱的抗性。