作为一种重要的环境因子,波长为280-315nm的ultraviolet-B(UV-B)光影响着植物的形态建成和生长。低强度、长波长的UV-B光可以作为一种信号因子,介导植物体光形态建成,表现在下胚轴伸长受抑制、花青素及黄酮类物质积累,从而增强了植物对于UV-B光的适应和耐受能力。UV RESISTANCE LOCUS 8(UVR8)蛋白作为UV-B光的受体,介导了植物体对UV-B光的应答反应。在无UV-B光照时,UVR8蛋白以同源二聚体的形式存在。当接收到UV-B光后,UVR8蛋白二聚体迅速单体化,起始UV-B光信号转导。前期的研究表明,UVR8蛋白在拟南芥中广泛表达,在根、茎、叶、表皮细胞中都存在分布。然而,在不同组织和细胞类型中,UV-B光介导何种生物学效应还不清楚。本实验室在早期研究中,在UVR8突变体uvr8-6背景下构建了七类组织特异性表达Yellow FluorescentProtein(YFP)-UVR8的拟南芥转基因材料。这些材料的构建为研究不同组织中的UVR8在UV-B下发挥的生物学功能提供了极大的帮助。本论文从以下两个方面展开研究:我们利用RNA-seq高通量测序技术,对拟南芥野生型(Col),uvr8-和不同组织特异性表达YFP-U-VR8的转基因材料,在±UV-B处理4天条件下,在全基因组水平上鉴定并分析了差异表达基因,发现拟南芥响应UV-B光照的基因表达调控主要依赖于UVR8蛋白。通过对比不同组织差异表达基因的数目,我们发现,表皮特异性表达的UVR8在此过程中扮演了重要的角色。进一步地,我们鉴定出野生型和各组织特异性表达UVR8的材料中受UV-B诱导或抑制且依赖于UVR8的基因,并通过对这些基因进行功能、通路富集和聚类热图分析,找到了它们参与的生物学过程、代谢途径以及同一生物学过程中一类基因在不同材料中的表达情况,并利用qRT-PCR实验进行了验证。花青素积累和类黄酮合成是UV-B光形态建成的典型特征,转录组的数据表明,定位在叶肉细胞和表皮的UVR8可以更加剧烈地诱导叶绿素合成途径基因的表达,因此我们测量了不同材料在±UV-B下花青素的含量,发现在UV-B下在叶肉细胞和表皮的特异性表达UVR8的拟南芥材料可以积累更多的花青素。转录组数据表明,定位在表皮和根部的UVR8可以强烈地促进类黄酮合成途径的相关基因表达,我们利用DPBA染色检测了±UV-B下幼苗下胚轴-根交界处黄酮类物质的积累情况,发现根部和表皮特异表达UVR8的转基因材料在UV-B下可以积累更多的类黄酮。综上所述,本研究通过对不同组织特异表达UVR8的转基因材料进行转录组分析与分子生物学实验分析,以UV-B光形态建成的经典特征花青素和类黄酮的合成为例,揭示了 UVR8的组织特异性功能。这一研究填补了 UVR8组织特异性功能研究的空白,高通量测序数据的进一步分析也将为后续UVR8组织特异性功能的研究提供新的思路。