论文题目：根癌农杆菌介导D32基因和芪合酶基因转化普通烟草的研究
研究生姓名：安娜
专业： 作物遗传育种---农业生物技术
研究生类别：硕士
指导教师： 陈耀锋 教授，博导 作物遗传育种
主席： 吉万全（教授，博导，作物遗传育种）
委员： 吉万全（教授，博导，作物遗传育种）
巩振辉（教授，博导，作物遗传育种）
高翔（教授，博导，作物遗传育种）
王成社（教授，博导，作物遗传育种）
闵东红（副教授，硕导，作物遗传育种）
答辩时间： 2010.5.25 上午8:00
答辩地点： 农学院会议室
摘要：
干旱、低温、盐渍等逆境胁迫以及各种病害的发生对当今农业的发展产生了很大的影响，如何合理开发和利用盐碱化土地，以及如何提高作物的抗病性已经成为当今农业生产急需解决的问题。培育耐盐、抗旱及抗病作物新品种已经成为作物品种改良的重要课题。随着转基因技术的不断完善，利用基因工程手段培育作物新品种为增加粮食产量和维持农业可持续发展提供了新的途径和方法。DREB是一类和植物脱水条件下的抗逆性反应有关的调节因子蛋白，是可以同时调控多个逆境诱导基因表达的转录因子。D32基因产物是DREB转录因子的一种，当植物受到干旱、低温、高盐等非生物胁迫时，D32基因本身会发生一系列的生理生化反应，从而对逆境刺激作出相应的反应以增强植物的抗逆性。芪类化合物是一类具有均二苯乙烯母核或其聚合物的物质的总称，其多存在于植物的木质部，当植物受到虫害或外界刺激时，芪类化合物在植物体内起到植保素的作用，植物受激部位的芪类化合物含量将显著增加，以防止病原菌入侵，从而提高植物的抗病能力，芪合酶（Stilbene synthase, STS）是芪类物质合成的关键酶，它催化产生含二苯乙烯母核的芪类物质基本分子，再经修饰聚合等作用形成不同的芪类化合物，由芪合酶催化底物丙二酰-CoA和香豆酰-CoA合成的白藜芦醇（trans-resveratrol，RL）对真菌、细菌等具有毒性，其对子囊菌亚门和半知菌亚门近26种真菌具有抑菌活性，主要表现为对菌丝生长或孢子萌发的抑制。陕西烟草是黄淮烟区的主要烟草类型之一，其种植面积较小，但地处烟草的优质气候生态带，日照充足，土壤水分适宜，具有高产、优质的特点，在经济作物生产中占有重要地位。通过根癌农杆菌介导的D32基因和芪合酶基因转化烟草，可以提高烟草的抗盐、抗旱和抗病等特性。本研究以陕西烟草种植品种“中烟99”为受体材料，采用农杆菌介导的叶圆盘法对其进行D32基因和芪合酶基因的转化，探索农杆菌介导的遗传转化条件及其影响因素，获得了以下主要研究结果：
1. 以“中烟99”无菌叶片为受体，进行卡那霉素水平的敏感性试验，得到了该品种的最佳抗性苗筛选浓度，为转基因株系的选择提供了有效依据，卡那霉素敏感性试验表明：50mg/L是“中烟99”转化植株抗性筛选的最佳浓度。
2. 优化了农杆菌介导的烟草遗传转化体系，研究了侵染时间、菌液浓度、共培养时间、抗生素的抑菌效果等影响遗传转化的因素，通过对农杆菌介导烟草遗传转化条件的探索，建立了快速高效的烟草遗传转化体系。
3. 优化的农杆菌介导D32基因的遗传转化条件为：用稀释10倍的农杆菌菌液（OD600，0.7）浸泡8min，转至分化培养基上共培养2d，无菌水冲洗3~4次，置于含50mg/L卡那霉素和400mg/L羧苄青霉素的筛选分化培养基上诱导烟草叶圆片产生抗性愈伤组织和不定芽，最后转至含50mg/L卡那霉素和400mg/L羧苄青霉素的筛选生根培养基生根成苗。
4. 优化的农杆菌介导芪合酶基因的遗传转化条件为：用稀释10倍的农杆菌菌液（OD600，0.6）浸泡8min，转至分化培养基上共培养3d，无菌水冲洗3~4次，置于含50mg/L卡那霉素和500mg/L羧苄青霉素的筛选分化培养基上诱导其产生抗性芽，最后转至含50mg/L卡那霉素和500mg/L羧苄青霉素的筛选生根培养基生根成苗。
5. 通过农杆菌介导和卡那霉素抗性筛选，获得9株经PCR检测的D32转基因株，转化率达28.1%，转化株的获得为进一步验证D32基因的抗逆机理和作物抗逆特性的改良奠定了基础。
6. 通过农杆菌介导和卡那霉素抗性筛选，获得7株经PCR检测的烟草转芪合酶基因株，转化率为25%，初步证明芪合酶基因已整合到“中烟99”基因组中。
论文题目：影响矮败小麦花培的因素及D32基因转化小麦花药愈伤组织的研究
研究生姓名：史勇
专业： 作物遗传育种
研究生类别：硕士
指导教师： 陈耀锋 教授，博导，作物遗传育种
主席： 吉万全（教授，博导，作物遗传育种）
委员： 吉万全（教授，博导，作物遗传育种）
巩振辉（教授，博导，作物遗传育种）
高翔（教授，博导，作物遗传育种）
王成社（教授，博导，作物遗传育种）
闵东红（副教授，硕导，作物遗传育种）
答辩时间： 2010.5.25 上午8:00
答辩地点： 农学院会议室
摘要：
小麦花药培养单倍体育种是普通小麦育种的重要技术之一，矮败小麦是中国农业科学院创制的重要的小麦育种材料，已在我国多家育种单位应用，探讨影响其杂种后代花药培养的因素，提高其杂种后代花药培养效率，在以矮败小麦为轮回亲本的小麦育种上有重要的理论和实践意义；基因枪转化是当前小麦转基因的一个重要手段，但小麦幼胚、成熟胚愈伤组织经基因枪轰击后再生能力差已成为限制小麦遗传转化的重要因素，与小麦幼胚、成熟胚愈伤组织相比，小麦花药愈伤组织具有较强的再生特性和单倍体特性，是一个潜在的、优良的小麦基因枪转化受体，但花药愈伤组织作为基因枪转化受体在转化方法上还没有突破；D32是从大豆中分离出的一个与抗逆特性有关的转录因子基因，这一基因产物转录因子通过与DRE相互作用，调控下游一系列与植物对干旱、低温和高盐等逆境胁迫抗性基因的应答，提高植物的抗逆特性。本研究以不同基因型的矮败小麦F1可育株为材料，研究了矮败小麦F1可育株的花药培养特性、越夏特性及提高其花培效率的途径；以矮败小麦F1花药组织为受体，研究了利用基因枪轰击进行D32基因转化普通小麦花药愈伤组织的技术和方法；获得了以下主要研究结果：
1、水解酪蛋白和谷氨酰胺对矮败小麦F1可育株花药愈伤组织的诱导都有显著的促进作用，在其最适质量浓度下前者培养效率（6.28%）较对照提高47.07%，而后者培养效率（5.23%）较对提高了22.48%，说明水解酪蛋白较谷氨酰胺更能满足组织对氮源的吸收和利用。水解酪蛋白和谷氨酰胺对矮败小麦杂交F1代可育株花药愈伤组织诱导的促进作用都有一个阈值，超过该阈值，其效果会降低，说明过多的氮素会影响培养材料对其他元素的吸收和利用，使培养材料代谢失调，影响其分化效率。
2、生物素是维生素B复合体之一，其作用主要是促进由生物素酶引起的固碳作用及羧基转移反应，促进植物体内碳元素的吸收与利用。在诱导培养基添加2.0，3.0 mg/L的生物素，可使矮败小麦杂交F1代可育株愈伤组织诱导率较对照提高55.27%和54.33%。
3、基因型是影响矮败小麦花药愈伤组织诱导和分化的重要因素之一。不同基因型材料的出愈率和分化率并不相关，出愈率高基因型，分化率不一定高，所以在实际选材中应该二者兼顾，选择二者综合效果较好的材料。
4 、在多效唑质量浓度为3.0，4.0 mg/L并连续继代的条件下，成功的进行了对矮败小麦杂交F1代花药幼苗越夏，在温度较高（25±1℃）的培养条件下，添加3.0 mg/L多效唑的花培苗表现出生长较快，后期生长过盛的现象，而4.0 mg/L的多效唑表现出更好的延缓生长的作用，且未出现药害现象。
5、小麦花粉愈伤组织基因枪轰击转化的基本程序为，先选取米粒大小的花药愈伤组织转移到高渗培养基4-6h，基因枪轰击参数为：金粉直径1.0μm，阻挡网与轰击材料之间的距离为6.0cm,可裂膜压力为1100 Pa,每枪金粉/DNA用量为1μg /60μg,每皿材料轰击1次。转化后,愈伤组织在高渗培养基上继续培养16-18h,后转移到未加渗透剂的脱分化培养基上恢复培养5-7d，转至再分化筛选培养基上进行光照分化培养即可达到轰击后花粉愈伤组织的再生。
6、通过基因枪轰击、45 mg/ L卡那霉素筛选与与花粉愈伤组织的再生，获得了经PCR检测的0（矮败×小偃22）、2（矮败×101）、1(矮败×西农213)个转基因株。
论文题目：环塔里木盆地杏麦复合系统间作小麦品种生长、生产及灌浆特性研究
研究生姓名：张玉东
专业： 作物遗传育种
研究生类别：硕士
指导教师： 陈耀锋 教授，博导，作物遗传育种
主席： 吉万全（教授，博导，作物遗传育种）
委员： 吉万全（教授，博导，作物遗传育种）
巩振辉（教授，博导，作物遗传育种）
高翔（教授，博导，作物遗传育种）
王成社（教授，博导，作物遗传育种）
闵东红（副教授，硕导，作物遗传育种）
答辩时间： 2010.5.25 上午8:00
答辩地点： 农学院会议室
摘要：
果农复合间作创造的良好的微气候环境，为间作小麦的稳产、高产创造了有利的生产环境和条件。果农复合间作近年来在环塔里木盆地地区发展很快，种植面积很大，杏麦复合是该地区果农复合重要的一种。研究环塔里木盆地小麦品种的杏麦间作特性，对于南疆灌区农业杏麦复合种植中，杏麦复合种植模式的评价与选择、小麦品种装配及最大限度的提高小麦生产潜能都有重要的理论和实践意义。本研究以环塔里木盆地4个本地主栽小麦品种新冬22、新冬17、新冬18、石冬8号，以及从河北引种的保麦9号为材料，以具典型环塔里木盆地灌区农业特征的南疆轮台县为试验基地，以5~8年杏树树龄的杏麦复合种植系统为研究对象，于2007年至2009年，研究了杏麦复合栽培不同栽培模式及同一栽培模式下间作麦区小麦生长特性、籽粒灌浆特性、产量构成特性及其规律，运用灰色关联度分析法对杏麦复合栽培模式下不同小麦品种进行了综合评价，获得了如下主要结果如下：
1．不同杏麦复合模式对间作小麦产量影响不同，宽幅杏麦复合种植模式（6×3、6×4复合模式）对小麦产量的影响远小于窄幅复合种植模式（4×1.5复合模式）的影响；行距相同、株距不同的杏麦复合种植模式（6×3、6×4复合模式）对距杏树不同距离小麦产量影响趋势一致，但杏树株距较小的复合种植模式（6×3复合模式）对小麦产量影响更大些。小麦产量构成因素中，不同杏麦复合模式对千粒重和有效穗数影响较大，对穗粒数影响最小。
2．不同杏麦复合种植模式对小麦株高的影响不同，总的规律是：在杏树近端，离杏树越近，小麦株高越低；在杏树远端，小麦株高变化不大；对东侧麦区小麦株高的影响远大于西侧，间作麦区小麦株高变化呈偏态分布；宽幅杏麦复合种植模式［6×3、6×4杏麦复合模式］对小麦的株高的影响比窄幅杏麦复合种植模式［4×1.5杏麦复合模式］对株高的影响大。
3．杏麦复合模式下，间作麦区杏树对不同小麦品种产量及其构成因素的影响大小依次为：产量>千粒重>有效穗数>穗粒数。间作麦区杏树对小麦农艺特性及产量特征的影响趋势为：距离杏树愈近，小麦的产量、千粒重和株高越小，间作小麦东区的产量、千粒重和株高受杏树的影响大于西区，间作麦区小麦重要农艺特性均呈偏态分布；小麦有效穗数受杏树影响较大，且距离杏树愈近，小麦有效穗数越少，但杏树对其近冠区和远冠区小麦有效穗数影响很小。产量、有效穗数、穗粒数和千粒重的基因型效应大于杏麦复合效应及基因型×杏麦复合互作效应，受基因型效应影响最大的产量性状是穗粒数，受杏麦复合效应影响最大的产量性状是千粒重。
4．杏麦复合间作杏树对间作小麦蛋白质含量影响较少，杏麦复合间作杏树对沉淀值影响最大，对硬度和容重的影响居中。间作杏树对小麦品质影响的总趋势是：距离杏树愈近，品质性状愈差，且对东侧麦区小麦品质的影响大于西侧麦区。杏麦间作小麦品质受基因型、杏麦复合及其互作的影响，受基因型影响最大的品质性状是蛋白质，而杏麦复合效应对容重影响最大。
5．影响杏麦间作小麦粒重最重要的灌浆参数是平均灌浆速率。供试品种中，灌浆特性最好的是保麦9号，然后为新冬22，新冬18、新冬17和石冬8号灌浆特性较差；越靠近杏树，杏麦复合间作杏树对小麦籽粒灌浆影响越大，且对杏麦复合东侧麦区小麦籽粒灌浆的影响大于相同距离西侧麦区的小麦。
6．对杏麦复合间作5个小麦品种的9个性状进行灰色关联度分析，结果表明：保麦9号，是参试品种中表现最优异的小麦品种，最适宜于杏麦复合间作物种装配，其次为石冬8号、新冬22和新冬18，新冬17最差。
根据对环塔里木盆地小麦品种杏麦间作特性的研究，提出环塔里木盆地杏麦复合种植技术：间作模式为：6×4模式，与之配套的小麦品种为保麦9号。
论文题目：环塔里木盆地棉花品种杏棉复合栽培特性与遗传多样性分析
研究生姓名：赵光磊
专业： 作物遗传育种
研究生类别：硕士
指导教师： 陈耀锋 教授，博导，作物遗传育种
主席： 吉万全（教授，博导，作物遗传育种）
委员： 吉万全（教授，博导，作物遗传育种）
巩振辉（教授，博导，作物遗传育种）
高翔（教授，博导，作物遗传育种）
王成社（教授，博导，作物遗传育种）
闵东红（副教授，硕导，作物遗传育种）
答辩时间： 2010.5.25 上午8:00
答辩地点： 农学院会议室
摘要：
环塔里木盆地是新疆棉花生产的主要产区之一，其独特的地理、气候环境使得杏、棉复合栽培已成为一种重要的农业生产模式，对该地区杏、棉复合栽培条件下棉花品种的特性及遗传多样性进行研究，在南疆杏、棉栽培系统科学评价、棉花品种的装配及南疆棉花生产发展战略决策等方面具有重要的理论和实践意义。本文以南疆广泛应用的杏、棉复合栽培模式（4mX6m）为基础，研究了环塔里木盆地杏、棉复合栽培对棉花品种的生长、生产及纤维品质特性的影响；应用DTOPSIS法对杏、棉复合栽培中不同棉花品种进行了综合评价，并应用关联度分析和通径分析方法，研究杏、棉复合栽培下棉花主要性状与产量的关系；同时应用RAPD分子标记技术，对在南疆环塔里木盆地广泛种植的23个果、棉复合栽培棉花品种进行了遗传多样性分析。获得主要结果如下：
1. 杏、棉复合栽培下棉花的株高、LAI、单铃重、单株铃数、有效果枝数、衣分、单位面积子棉产量和皮棉产量相比对照均有不同程度的减少，随着距杏树垂直距离的增加，株高、LAI、单位面积子棉产量和皮棉产量的变化均呈现出一定的偏态分布趋势，其中处理1的值最小，处理10的值最大；经新复极差法显著性测定结果显示，各处理与对照间单株铃数、有效果枝数、单位面积子棉产量和皮棉产量差异极显著；表明杏、棉复合栽培对棉花产量影响很大。
2. 在杏、棉复合栽培中，随着距杏树垂直距离的增加，棉花的上半部平均长度、整齐度、比强度、伸长率、反射率和纺纱均匀指数的变化呈现出先增加后减少的偏态分布趋势，而黄度则呈现出先减少后增加的变化趋势；其中处理10的上半部平均长度、整齐度和反射率最大，处理9的比强度、伸长率和纺纱均匀指数最大，黄度最小，而马克隆值处于A级的有处理8、处理10和处理11。与对照相比，所有处理的整齐度和伸长率均低于对照，处理1到处理6的所有测得纤维品质性状均低于对照（黄度相反）；表明杏、棉复合栽培对棉花纤维品质的影响很大。
3. DTOPSIS法对杏、棉复合栽培中不同棉花品种的综合评价表明，在5个参试棉花品种中，最适宜复合栽培的棉花品种是中棉43，而中棉49不适宜杏、棉复合栽培。
4.在杏、棉复合栽培中，棉花主要农艺性状及纤维品质性状的变异系数差异均很大，主要农艺性状的稳定性大小的顺序为：生育期>衣分>叶面积指数>单铃重>有效果枝数>单株铃数>株高>单株现蕾数；主要纤维品质性状稳定性大小的顺序为：整齐度>上半部平均长度>反射率>纺纱均匀指数>比强度>伸长率>马克隆值>黄度。关联度和通径分析表明，主要农艺性状与皮棉产量的关联序依次为：单株铃数>单铃重>有效果枝数>单株现蕾数>衣分>株高>叶面积指数>生育期；纤维品质性状与皮棉产量的关联序依次为：比强度>整齐度>纺纱均匀性指数>反射率>黄度>马克隆值>上半部平均长度>伸长率。整齐度是制约上半部平均长度、伸长率、反射率和纺纱均匀性指数的主导因素，伸长率是制约马克隆值的主导因素。通径分析结果显示，在主要农艺性状中，单株铃数对皮棉产量的综合直接作用最大，而在纤维品质性状中纺纱均匀指数对皮棉产量的综合直接作用最大；
5 从70个随机引物中筛选出27个引物能在供试的23个材料之间扩增出多态性条带，共扩增出DNA条带202条，其中多态性条带136条，占总条带的67.3%；23个试供材料可聚为2大类5亚类；供试的23个复合栽培棉花品种之间的平均成对相似系数为0.665，成对相似系数小于0.5的品种对仅占总数的6.7%；表明环塔里木盆地果、棉复合栽培棉花品种间的遗传基础狭窄，遗传多样性总体水平较低。
论文题目：转 EdHP1 (氢离子焦磷酸化酶)基因烟草促进磷、钾吸收的生理机制及调控机制的研究
研究生姓名：金维环
专业： 作物遗传育种
研究生类别：硕士
指导教师： 陈耀锋 教授，博导，作物遗传育种
主席： 吉万全（教授，博导，作物遗传育种）
委员： 吉万全（教授，博导，作物遗传育种）
巩振辉（教授，博导，作物遗传育种）
高翔（教授，博导，作物遗传育种）
王成社（教授，博导，作物遗传育种）
闵东红（副教授，硕导，作物遗传育种）
答辩时间： 2010.5.25 上午8:00
答辩地点： 农学院会议室
摘要：
氢离子焦磷酸化酶(H+-pyrophosphatase，H+-PPase) 水解无机焦磷酸(PPi)产生自由能并与H+跨膜转运相耦联形成质子梯度，建立的跨膜质子梯度为各种溶质(如阳离子、阴离子、氨基酸和糖类等)的跨膜的次级主动运输提供驱动力。H+-PPase作为一种有效的质子泵，在植物对水分和盐分胁迫的响应中扮演着重要的角色。H+-PPase与液泡膜H+-ATPase一起，既能维持细胞离子平衡和渗透平衡，又能为减轻一些无机离子(如Na+)对细胞质的毒害起重要的作用。本研究的前期工作已从披碱草(Elymus dahuricus)中克隆了新的氢离子焦磷酸化酶基因（EdHP1）。基因功能研究证明EdHP1能够显著提高转基因烟草对磷和钾的吸收。然而，对于EdHP1促进营养吸收的生理机制和调控机理还不十分清楚。本研究通过比较转EdHP1基因烟草及野生型烟草的各项生理指标，初步分析了EdHP1 促进转基因烟草吸收磷和钾的生理机制，增加对植物磷和钾生理代谢过程的了解。同时，本研究对EdHP1的抗旱性及信号调控途径也进行了初步探索：
1. 以转 EdHP1基因烟草为实验材料，在低营养条件下，比较了转基因植株和野生型烟草在根系发育，植株形态，体内生长素含量，叶绿素含量，体内钾、磷含量等方面的差异，结果显示，在低钾条件下（0.05 mmolL-1），转基因烟草相对于野生型烟草根系明显发达，转基因烟草体内钾含量及生长素含量明显高于野生型烟草。低钾胁迫主要影响植物细根发育，转基因烟草的细根明显比野生型烟草发达，而中等根和粗根二者差别不大；在低钾条件下，采用非损伤探测技术研究了转基因烟草和非转基因烟草在根尖，伸长区，根毛区钾离子和氢离子的流速值。结果发现，在低钾条件下，钾离子外排速率转基因株系低于非转基因烟草，氢离子外排速率则高于非转基因烟草。在低磷条件下（0.016 mmolL-1），实验结果与低钾条件下的结果相似，转基因烟草根系比野生型烟草发达，体内的磷含量，生长素含量比野生型烟草高；根据以上实验结果推测，EdHP1基因的作用机制可能是提高转基因烟草根部细胞的质子梯度，质子梯度提高一方面使根部细胞酸化，提高IAA等生长素在根部的分布，促进了根系发育，另一方面可以促进细胞质膜上的磷和钾转运体的活性，促进了根部磷和钾的主动运输，最终两方面的生理过程综合作用提高了植物根部对钾、磷的吸收。
2. 以转 EdHP1基因烟草为实验材料，在干旱条件下（2% PEG）对转基因株系和野生型烟草进行抗旱性鉴定，结果证明转基因烟草的发芽率明显高于野生型烟草，转基因烟草的根系相对于野生型烟草发达，EdHP1基因的过表达可以提高转基因植物的抗旱性。
3. 为了研究氢离子焦磷酸化酶基因在植物中的调控机制。以拟南芥的氢离子焦磷酸化酶（AtVP1）为诱饵，采用酵母双杂交系统筛选拟南芥的cDNA文库，初步筛选到一些阳性克隆。同时，为了研究AtVP1是否参与了两个重要的与植物营养吸收有关的信号传导途径，选择在这两个传导途径中重要的调控蛋白（LKS和SOS2），鉴定AtVP1是否和LKS、SOS2可以互作，结果显示AtVP1不与LKS、SOS2互作，证明AtVP1不受这两个重要蛋白调控。
EdHP1作为H+-PPase家族中的一个重要成员既可以促进植物的营养吸收又可以提高植物的抗逆性，具有重要的应用价值。EdHP1生理机制的剖析不仅为利用这个基因改良作物的抗逆性提供理论依据，而且可以增加我们对植物吸收营养元素生理过程的了解，具有重要的理论价值。
论文题目：大豆重要抗逆相关基因GmE2、GmNAC2a的特性分析及功能鉴定
研究生姓名：韩巧玲
专业： 作物遗传育种
研究生类别：硕士
指导教师： 陈耀锋 教授，博导，作物遗传育种
主席： 吉万全（教授，博导，作物遗传育种）
委员： 吉万全（教授，博导，作物遗传育种）
巩振辉（教授，博导，作物遗传育种）
高翔（教授，博导，作物遗传育种）
王成社（教授，博导，作物遗传育种）
闵东红（副教授，硕导，作物遗传育种）
答辩时间： 2010.5.25 上午8:00
答辩地点： 农学院会议室
摘要：
本实验前期工作已经证明GmDREB5可以显著提高转基因植物的抗逆性，为了研究GmDREB5在蛋白水平的调控机制，前期工作采用酵母双杂交系统筛选到一些GmDREB5的互作蛋白。GmE2是筛选获得的与GmDREB5互作的蛋白。本研究进一步对GmE2进行了分析。GmE2属于泛素结合酶（ubiquitin conjugating enzyme），依赖于ATP的泛素降解蛋白系统包括E1、E2和E3三个重要蛋白，GmE2属于E2蛋白。本研究还通过NTT筛选系统（核蛋白筛选系统）从大豆耐盐品种铁丰八号中筛选到的抗逆相关基因GmNAC2a。GmNAC2a属于NAC类转录因子家族，NAC类转录因子不仅对植物的生长发育有重要影响，而且在生物和非生物胁迫响应途径中发挥重要作用。本研对GmE2和GmNAC2a基因的特性及功能进行了研究，结果如下：
（1）GmE2基因长度为462bp，编码153个氨基酸，第89位半胱氨酸为预测的活性位点，第7位至146位氨基酸为UBCc结构域，第8、65、66、99、100位为预测的与泛素连接酶E3互作的位点。
（2）GmE2的亚细胞定位及表达特性分析结果证明，GmE2定位于细胞核中。GmE2对干旱、低温、ABA、乙烯等非生物胁迫均有响应，对高温和高盐胁迫没有响应。
（3）利用农杆菌介导法将GmE2转入烟草和拟南芥。GmE2功能鉴定证明，转GmE2基因烟草对高温和高盐处理的反应与野生型烟草比较无明显差异。而在干旱胁迫条件下转基因烟草的发芽率明显高于野生型，说明GmE2可以提高转基因植物的抗旱性，而对耐盐性及耐热性的影响不大。
（4）GmNAC2a基因长度为900bp，编码299个氨基酸，在GmNAC2a的N端包含1个NAM保守域。系统进化树分析表明GmNAC2a属于ATAF亚族，GmNAC2a与花生NAC转录因子家族成员AhNAC1亲缘关系最近，同源性达到76.47%。
（5）GmNAC2a的亚细胞定位和表达特性分析结果表明，GmNAC2a定位于细胞核中。在大豆中，GmNAC2a基因对干旱、高温、低温、高盐、ABA、乙烯等多种胁迫均有响应，其中对乙烯响应最为敏感，证明GmNAC2a基因可能作为交叉点，不仅参与非生物胁迫响应途径，而且可能参与乙烯相关的生物响应途径。
（6）利用农杆菌介导法将GmNAC2a转化烟草，PCR及RT-PCR结果证明GmNAC2a已整合到转基因植物基因组中并可以表达。基因功能分析表明，转GmNAC2a基因烟草与野生型烟草对高盐胁迫的耐受能力差异不大。但是，转基因烟草经过高盐处理后，出现了提前开花的现象；在茎顶端出现了簇生不定芽。根据已发表的文章推测GmNAC2a基因可能参与植物生长发育的调节，促进顶端分生组织的分化。
本研究从大豆中克隆了两个重要抗逆基因GmE2、GmNAC2a。表达特性分析证明GmE2和GmNAC2a不同程度参与了大豆各种非生物胁迫的响应。对GmE2的特性及生物学功能进行研究为进一步阐明GmDREB5蛋白水平的调控机制创造了条件。GmNAC2a的功能研究为筛选新的抗逆基因提供了重要依据。
