生长素反应因子(Auxin response factors,ARF)通过调节生长素信号转导途径,在调控植物生长确认细节发育和适应不利环境中发挥重要作用。铝毒严重制约木豆(Cajanus cajan(L.))在酸性土壤中的生长。然而,ARF家族在木豆中的鉴定以及在铝胁迫中功能作用仍然鲜有研究。因此,本研究首次提供了木豆ARF基因家族成员详细的生物信息学分析,并构建了CcARF5及CcARF28过表达载体,通过瞬时转化体系获得了转基因木豆植株,通过转基因植株的表型,生理和基因水平的研究揭示出木豆CcARF5及CcARF28基因在铝胁迫下的功能。这些结果为揭示ARF基因家族成员的潜在功能提供了新的思路,同时有助于阐明铝胁迫下ARF基因在黄酮和木质素积累中的作用,更好地理解木豆耐铝毒的分子机制。主要结果如下:1.本研究从木豆基因组中鉴定出30个ARF(CcARF)基因家族成员。进一步分析表明,30个CcARF在木豆11条染色体上分布不均。系统发育分析将所有的CcARF划分为4个组,不同的亚家族在不同的生物学过程中存在功能差异。21个CcARF含有三个完整的BDD、ARF和CTD结构域,而9个CcARF缺乏CTD结构Effets biologiques域。CcARF基因的启动子中共有15个元素与非生物胁迫有关。2.9个CcARF基因组织特异性和铝胁迫分析显LXH254溶解度示,四个亚家族中,大部分基因在根中相较于茎叶低,但在铝胁迫处理下显著上调。染料木素和芹菜素在铝胁迫下的含量升高证明了在木豆根中它们被铝诱导合成。进一步相关性分析证实了CcARF与黄酮积累之间强烈的相关性。3.为了进一步验证ARF基因在铝胁迫中功能,在木豆中瞬时过表达CcARF5(CcARF5-OE)和CcARF28(CcARF28-OE)。铝胁迫下,与空载植株(Empty)相比,转基因CcARF5-OE系和CcARF28-OE系木豆根系伸长减少。这主要是由于其铝含量增加,氧化损伤升高而抗氧化酶活性降低。CcARF5及CcARF28通过减少铝胁迫下木豆根中木质素的积累,进而影响根中铝的积累。综上所述,CcARF5及CcARF28通过抑制木质素合成途径关键酶基因的表达,减少根中木质素的积累,从而减弱对铝胁迫的抗性。