中间锦鸡儿(Caragana intermedia)和柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)属豆科锦鸡儿属(Caragana Fabr.,Leguminosae)植物,富含蛋白质,为我国西北地区重要的天然牧饲植物,不仅具有良好的selleckchem抗非生物胁迫能力,还具有较强的抗衰老能力;深秋之前,叶片可长期保持绿色,为牲畜提供充足饲料。衰老调节因子Sn R(Senescence＿regulator)家族又称S40家族,为植物中特有,与叶片衰老有密切的联系。目前,关于中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿叶片衰老的报道鲜少,且S40家族调控叶片衰老的机制尚不明确,本研究通过对S40家族的生信分析、植物表型观察及参与的信号通路分析,对柠条锦鸡儿和中间锦鸡儿叶片抗衰老的原因及S40家族成员调控衰老的机制进行解析。同时,研究发现S40家族成员还参与了拟南芥生长发育的调节过程。具体结果如下:1.对各数据库中219个物种的2820条S40家族成员的蛋白序列进行整理与统计,依据藻类植物到被子植物的演化关系,选取部分S40家族蛋白结构域序列进行系统演化分析,将S40家族成员分为了7个(A-G)亚家族。确定了S40家族蛋白结构域序列中的4个保守的氨基酸基序。2.柠条锦鸡儿叶片抗衰老能力显著高于拟南芥。waning and boosting of immunity基于柠条锦鸡儿基因组与拟南芥基因组相关数据,发现相较于拟南芥S40家族,柠条锦鸡儿S40家族成员数目并未发生扩增,但大多数柠条锦鸡儿S40家族成员的基因本底表达水平却显著高于拟南芥S40基因,这可能为柠条锦鸡儿叶片的抗衰老能力强的原因之一。3.对柠条锦鸡儿中本底表达水平最高的基因(evm.model.Chr6.3333)的中间锦鸡儿同源基因Ci S40-11功能进行探究,发现Ci S40-11不论在中间锦鸡儿中瞬时表达还是在拟南芥中异源稳定表达的情况下均可增强叶片的抗衰老能力。4.通过对Ci S40-11基因过表达拟南芥株系转录组数据的分析,发现Ci S40-BIBW2992半抑制浓度11通过抑制转录抑制因子MYB2基因的表达,促进IPTs基因的转录,从而增强了植物细胞分裂素的合成。细胞分裂素含量检测结果表明,Ci S40-11基因过表达拟南芥株系中活性细胞分裂素i PR和t ZR的含量均显著高于野生型。5.在生长发育方面,与Ci S40-11基因直系同源的拟南芥S40家族成员AtS40-5(AT1G11700)、AtS40-6(AT1G61930)和AtS40-11(AT4G21930)基因过表达拟南芥株系均表现出侏儒表型;显微结构观察发现,转基因拟南芥叶片细胞直径显著小于野生型,且AtS40-11基因过表达株系表型最为明显。突变体ats40-5a、ats40-6a和ats40-11a的株型比野生型拟南芥高大,其叶片细胞直径相较于野生型显著增大。6.表达模式分析表明,AtS40-5、AtS40-6和AtS40-11基因对赤霉素均有明显响应。以AtS40-11为例,对S40家族的潜在作用机理进行了研究,发现相较于野生型,ats40-11a活性赤霉素含量无明显变化,AtS40-11过表达拟南芥株系活性赤霉素含量升高,酵母双杂实验结果表明,AtS40-11与赤霉素受体GID1B存在相互作用。此外,AtS40-11基因未影响赤霉素合成、代谢及信号转导通路相关基因的表达。综上所述,本研究对S40家族进行了系统的分类和全面的生物信息学分析。此外,除发现Ci S40-11基因可通过促进植物细胞分裂素的合成抑制叶片衰老的进程,还发现AtS40-5、AtS40-6和AtS40-11基因抑制了赤霉素信号的转导,进而影响植物的发育,这是前人未报道的。