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拟南芥液泡膜内在蛋白亚家族（Tonoplast Intrinsic Proteins，TIPs）属于主要膜内在蛋白家族(Major Intrinsic Proteins，MIPs)，是一类定位于液泡膜上的水孔蛋白。近年来发现其除了介导水分跨膜运输外，还可以运输尿素、氨、甘油和过氧化氢等中性小分子。TIPs可以分为5个亚类，不同的TIPs可以作为不同类型液泡标记蛋白。TIP3s在种子中特异性表达，定位于蛋白储藏液泡的膜上，但是对于其生理功能的研究还不是十分清楚。本论文对拟南芥TIP3s基因表达调控和生物学功能做了较为详细的研究。 首先通过荧光定量PCR的方法检测了TIP3s的时空表达模式。TIP3s在开花后12天开始表达，然后在种子成熟时期大量积累。ABI3(ABSCISIC ACIDINSENSITIVE3)基因在种子发育时期的表达早于TIP3s的表达。在种子萌发后，TIP3s表达立即下调，但是其蛋白没有被立即降解。转录因子ABI3是种子中一个非常关键的调控基因，属于植物特有的B3转录因子家族，属于同一家族还有FUSCA3(FUS3)和LEAFY COTYLEDON2(LEC2)。在ABI3强表型的abi3突变体种子中难以检测到TIP3s转录本。在fus3-3突变体种子中，TIP3s表达下调约50％，而在lec2-1突变体中TIP3s表达与野生型相差不多。通过启动子激活实验，我们证明ABI3可以在原生质体中激活TIP3s启动子的表达，并且添加ABA处理可以增强其激活能力。在原生质体中瞬时表达ABI3，在ABA处理下可以检测到TIP3s蛋白的存在。异位表达ABI3的转基因植株，在添加ABA处理后，可以在营养生长组织中检测到TIP3s的表达。TIP3;1启动子上有三个可以被ABI3转录因子结合的RY元件。突变TIP3;1启动子上的RY元件，将不同突变的启动子与报告基因GUS融合，获得转基因植株，然后通过RT-qPCR鉴定其种子中GUS表达量。我们确定RY2是TIP3;1启动子上一个关键的RY元件，对于其在种子的特异性表达是必需的。EMSA实验和酵母单杂交实验证明ABI3可以结合TIP3s启动子上含有RY元件的旁邻序列。以上研究表明ABI3可以结合到TIP3s启动子区域的RY元件从而激活其基因在种子成熟时期的表达。 种子人工老化实验结果表明tip3;1 tip3;2双突变的种子寿命与Col相比显著降低，种子热激耐受能力也不如Col。在tip3;2突变体背景下降低TIP3;1的基因表达，导致其种子与tip3;2相比寿命减少，表明TIP3s对于种子寿命的维持是必需的。弱等位的abi3-1突变体是干燥耐脱水，但是其种子寿命明显受到影响。与abi3-8种子相比，在abi3-1突变体种子中TIP3s表达发生显著的下调，而abi3-8种子寿命没有受到显著影响。这表明ABI3通过激活水孔蛋白基因TIP3s的表达从而参与维持种子寿命的过程。ABI3不仅能够结合TIP3s启动子，还能够结合HSFA9和Dehydrin等基因的启动子，而这些基因被认为与种子寿命相关。 通过膜蛋白酵母双杂交和双荧光互补实验，发现TIP3;1和TIP3;2可以相互作用，可能形成异源四聚体。经过种子人工老化处理的TIP3s双突变种子中积累更多含量的H2O2。而TIP3;2具有H2O2通透能力，而TIP3;1不具有通透能力。TIP3;2通透H2O2的能力也许和H2O2的信号转导有关，比如调节种子萌发过程中的蛋白羰基化修饰，从而影响种子从代谢静止期向代谢活跃期的转变。 综上所述，ABI3转录因子通过调控TIP3s以及Dehydrins和HS FA9等基因的表达，参与了种子寿命的维持。TIP3;1和TIP3;2功能与种子寿命密切相关，或许通过调节H2O2的通透，调节种子萌发过程中的蛋白羰基化修饰。这项研究揭示了正常型种子是如何在储藏过程中保持种子活力，并且ABI3是如何调控可能的下游基因从而来维持种子寿命的。