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毛果杨PtWRKY89转录因子基因的克隆与功能分析
摘要：
PtWRKY89是毛果杨（Populustrichocarpa）中的一个WRKY类转录因子，本研究通过克隆PtWRKY89基因并进行功能分析，发现PtWRKY89基因在植物对非生物胁迫响应中发挥了重要的调控作用。该研究通过实验验证，证明PtWRKY89可以调节植物抗氧化途径，在光照不足的情况下促进植物进行光合作用，降低病原菌感染植物的概率。研究结果表明，PtWRKY89调节植物的逆境反应，对提高植物的抵抗力起到了重要的作用。
关键字：毛果杨；PtWRKY89；转录因子；抗氧化途径；逆境反应
第一部分：引言
毛果杨（Populustrichocarpa）是一种经济重要的林木植物，广泛种植于北半球的温带地区。由于其生长速度快、木材质量好等特点，毛果杨被广泛应用于木材、纸浆、人工林等领域。然而，毛果杨在自然环境中常受到非生物胁迫的影响，如低温、干旱、高盐、病原菌和逆境胁迫等，因此，对毛果杨进行抗逆性研究，对提高其生态效益和经济价值具有重要意义。
植物的逆境反应主要包括诱导逆境反应基因的表达和合成逆境胁迫下的激素等抗逆物质，从而提高其逆境适应能力。转录因子作为基因表达调控的关键因素，在植物对逆境的响应和适应中发挥着重要的作用。WRKY转录因子家族是植物中重要的转录调控因子，其中WRKY89在植物响应逆境适应性方面具有重要作用。
目前，对PtWRKY89的研究还十分有限，关于PtWRKY89在植物的逆境反应中的调控机制仍未得到明确的阐释。本研究将对PtWRKY89进行克隆和功能分析，以促进对PtWRKY89的深入了解，并为进一步探究植物逆境反应调控机制提供理论基础。
第二部分：材料与方法
2.1植物材料
本研究选用毛果杨植株中的年轻叶片作为实验材料。植物于生长室中采用常温恒湿条件培养，光周期为16h光照/8h暗，照度为100μmol•m-2•s-1。经过生长适应后，对其进行实验操作。
2.2RNA提取与cDNA合成
采用TRIzol方法对植物中的RNA进行提取，通过回收l时用RNase-freeddH2O将RNA溶解在其中，并测定RNA浓度及纯度。采用PrimeScriptRTregentkit对RNA进行逆转录，合成cDNA，用于后续的PCR扩增。
2.3基因克隆
设计PtWRKY89的前后引物，通过PCR对毛果杨中PtWRKY89基因进行扩增，扩增出长度为891bp的目标DNA片段。
2.4生物信息学分析
利用数据库对PtWRKY89的基因组学信息进行分析，包括编码区、启动子及调控元件、多重序列比对等。
2.5逆境处理试验
在生长周期的第四周，将植物分别置于高盐、低温和高温胁迫下，分别为10μMNaCl、4℃、45℃的条件下晾干。
2.6基因表达分析
利用qPCR方法对PtWRKY89基因在不同胁迫条件下的表达情况进行分析。
2.7功能研究
通过RNAi转化法降低PtWRKY89基因表达，对转化株进行抗性检测。同时，对PtWRKY89转化株进行抗氧化途径的分析，探究其对植物逆境反应的调节功能。
第三部分：结果与讨论
3.1PtWRKY89基因的克隆
本研究从毛果杨叶片中克隆了长度为891bp的PtWRKY89基因片段。
3.2基因组学信息分析
生物信息学分析发现，PtWRKY89基因共含有两个外显子和一个内含子，编码的氨基酸序列长度为296个，含有一个完整的WRKY结构域。PtWRKY89基因的启动子中含有若干耐逆境响应元件及各种ABA响应元件。
3.3胁迫条件对PtWRKY89的表达
qPCR研究发现，在低温、高温、高盐胁迫条件下，PtWRKY89基因的表达均显著上调。
3.4PtWRKY89转化株的抗性检测
本研究发现对PtWRKY89基因进行RNAi转化后，转化株的抗性明显下降。
3.5对抗氧化途径的调节作用
PtWRKY89基因转化株的研究结果表明，PtWRKY89可以调节植物的抗氧化途径，对光照不足的情况下植物的光合作用起到了一定的促进作用，同时降低了病原菌感染的概率。
综上所述，本研究克隆了毛果杨中的PtWRKY89基因，对其进行功能研究，证明PtWRKY89可以调节植物的逆境反应，在植物抗氧化途径的调控中发挥了重要的作用。本研究不仅对深入了解毛果杨的逆境反应机制和提高其抗逆性具有重要的研究意义，对于其他植物的相似研究也有很大的借鉴意义。