随着大气臭氧层的逐渐薄弱,到达地面的UV-B辐射也随之增强。植物受到高强度的UV-B辐射会引起DNA损伤,细胞膜成分发生改变甚至、蛋白质降解,严重影响了植物的正常生长发育。尤其对于作物来说,其产量可能会随之降低,因此研究UV-B辐射对植物的影响具有重要意义。通过研究增强UV-B辐射在细胞和分子水平上对植物产生的影响,以及RAD21在损伤修复中的功能,能在一定程度上促进植物响应UV-B辐射的分子机制的研究。本研究以拟南芥WT、rad21.1、rad21.3突变体为研究对象,通过检测不同样品间的细胞凋亡、DNA断裂及CPD含量的变化,来判断植物的DNA损伤程度,从而推测RAD21是否参与拟南芥DNA损伤修复。此外,还通过RNA测序来预测RAD21可能的调控基因,主要的研究结果如下:1.鉴定出了纯合的拟南芥rad21.1、rad21.3突变体;2.野生型与突变体的表型在自然状态下根长无差异。但经过UV-B辐射处理后,相比于对照组(Control Check,CK),处理组根长变短,且差异显著。另外,统计植物萌发率和发芽势时,发现在正常情况下突变体与野生型无差异,而加入UV-B处理后,萌发率和发芽势明显下降,与根长的实验结果相一致。3.检测正常的野生型与突变体及UV-B处理后的细胞凋亡率,发现在正常情况下突变体中细胞凋亡率大于野生型,当UV-B处理后,细胞凋亡率明显增加,突变体经UV-B处理后的细胞凋亡率最大。通过对DNA Laddering现象的观察研究,发现野生型中DNA条带完整。而突变体以及UV-B处理后的各组都会出现不同程度的DNA条带弥散,UV-B处理后弥散现象更明显。4.彗星电泳发现,正常情况下野生型电泳结果几乎无拖尾现象,突变体及处理组都会出现不同程度的DNA断裂损伤,当经过UV-B处理后,损伤程度更加严重。说明当拟南芥缺少RAD21时,DNA会受到一定程度的损伤,推测RAD21可能参与DNA损伤修复过程。5.检测野生型与突变体及UV-B处理组的CPD含量,发现RAD21缺失后拟南芥中CPD含量增多;UV-B辐射后,相比于CK组,各组的CPD含量都增加。由此可见,RAD21可能参与CPD的修复。6.对WT及rad21.3及加入UV-B处理后的幼苗进行RNA测序,分析组间差异基因,并筛选出AT4G14420、AT5G43460、AT1G04340、AT3G23180这4个可能与RAD21修复功能相关的基因,推测出RAD21可能与同源重组修复途径相关。推测RAD21可能通过作用于AT1G12400的表达来影响CPD修复过程。筛选出AT1G30460、AT1G72680、AT1G73260、AT1G02120、AT5G39610、AT2G46240、AT4G37000、AT1G22740、AT1G32230共9个候选基因可能与RAD21在细胞凋亡方面的功能相关。对我们后续有关RAD21基因的功能验证有很大的帮助。综上,本研究从野生型和突变体拟南芥的表型、细胞凋亡、DNA断裂、CPD含量方面探讨了拟南芥RAD21在DNA损伤修复中是否发挥功能,并通过RNA测序预测了可能的调控基因,为探究增强UV-B辐射诱导拟南芥产生DNA损伤的信号通路提供了新的依据,为发现RAD21在拟南芥DNA损伤修复的功能提供了理论基础,也促进了UV-B辐射对拟南芥DNA损伤的分子机制的研究。