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毛竹是竹类植物中应用最广泛的一类,也在安徽省农业经济中占据重要地位。然而安徽冬秋季节性干旱气候对毛竹生长的影响越来越显著,毛竹的干旱问题日益突出。植物HD-ZipⅠ蛋白是一类重要的参与干旱等非生物逆境响应的转录因子家族,在拟南芥、水稻、玉米等物种中已经分离并验证了一系列抗旱相关基因,但是在目前有关毛竹抗旱的研究工作当中,还没有涉及到HD-Zip转录因子。本研究中,我们首先利用基因结构、进化以及转录组数据等生物信息学手段对毛竹全基因组HD-Zip转录因子家族基因进行了详细地分析,然后通过对毛竹进行模拟干旱环境处理,分析从毛竹叶片中提取的HD-ZipⅠ转录因子的诱导表达模式,根据实验结果筛选出PeHDZ45基因。随后从毛竹中克隆出PeHDZ45。对PeHDZ45的分子序列特征进行分析,包括序列特征、组织表达模式、亚细胞定位和转录活性的分析。本研究主要获得以下结果: 1.从毛竹基因组数据库中鉴定出48个HD-Zip转录因子。对这48个基因进行了结构以及进化分析。结果显示,毛竹HD-Zip转录因子分成四个亚家族,各家族成员之间序列高度保守,且与其他典型禾本科单子叶植物(水稻、玉米和高粱)结构类似。 2.从基因序列与结构分析中我们发现,所有毛竹HD-Zip转录因子均含有相当保守的HD和Zip结构域。 3.从毛竹中克隆得到抗旱候选基因PeHDZ45,基因序列分析得出PeHDZ45全长696bp,共编码231个氨基酸。组织表达模式结果显示,相比较于毛竹其他几种组织,PeHDZ45在毛竹根中的表达量最高。 4.亚细胞定位显示PeHDZ45是核定位蛋白。酵母杂交实验显示PeHDZ45没有自转活性。 毛竹PeHDZ45基因的研究结果,为揭示毛竹HD-Zip转录因子的抗旱作用机制的进一步研究提供理论依据,同时也为解决毛竹干旱问题提供了一条新思路。