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我国存在大面积的盐碱地,提高苜蓿的耐盐性不仅可以提高盐碱地的利用率,而且可以增加优质饲草产量。利用基因工程的方法,能有效提高苜蓿的耐盐性。bHLH转录因子家族是植物最大的转录因子家族之一,广泛参与植物生长发育和盐胁迫应答机制。本研究以豆科模式植物蒺藜苜蓿(Medicago truncatula L.)为材料,克隆了bHLH类转录因子家族成员中的三个基因,并对其功能进行了初步分析,以期为紫花苜蓿(Medicago sativa L.)的耐盐性分子育种提供基础性工作。主要研究结果如下:克隆了蒺藜苜蓿bHLH转录因子家族中的三个基因,即MtbHLH147、MtbHLH148和MtbHLH149。生物信息学分析表明,三个基因都含有高度保守的bHLH结构域,二级结构都以α-螺旋和无规则卷曲为主。亚细胞定位预测都定位在细胞核。系统进化树分析表明,MtbHLH147和MtbHLH148两个基因亲缘关系较近,同源性为67.4%。启动子分析发现三个基因启动子均包含光、激素和应激响应元件,说明三个基因可能参与了非生物胁迫途径。在蒺藜苜蓿中不同组织和非生物胁迫下的表达模式分析结果表明,MtbHLH147和MtbHLH148均在茎中表达量最高,而MtbHLH149在根中表达量最高,三个基因都在叶中的表达量最低。三个基因的表达都受ABA(100μm)诱导。在低温(4℃)处理时,前两个基因(MtbHLH147和MtbHLH148)的表达都受到抑制,但在盐胁迫(200mM NaCl)处理8小时内表达量上调,MtbHLH147表达量在4 h时明显上调,是对照组的3.8倍,MtbHLH148基因在8 h时表达量是对照组的2倍。MtbHLH149基因在低温处理时表达量略微上调,但盐胁迫处理时无明显变化。将35S启动子驱动的三个MtbHLHs基因分别转化到拟南芥和蒺藜苜蓿中并对三个基因的功能进行了分析。转基因拟南芥耐盐性功能分析结果表明,过表达MtbHLH147或MtbHLH148基因的拟南芥植株,发芽率明显高于野生型。125 mM NaCl盐胁迫下,转MtbHLH148基因拟南芥的根长显著大于野生型,表明其耐盐性得到了增强。转基因拟南芥表型分析结果表明,与野生型相比,转MtbHLH149基因拟南芥表现出了矮化,卷曲叶等多种表型缺陷。在125 mM NaCl胁迫处理下,转MtbHLH149基因拟南芥发芽率明显低于野生型。综上所述,与MtbHLH147和MtbHLH149两个基因相比,MtbHLH148基因可能在盐胁迫调节机制中起到一定的调控作用。