土壤盐碱化是困扰农业生产的一大难题,也是导致农业减产的主要非生物胁迫因素之一。提高农作物的耐盐碱能力是目前开发利用盐碱地最有效的方法之一,也是现代农业的发展方向。深入研究耐盐碱农作物的耐盐碱机制,可以为抗盐碱农作物的栽培和育种提供理论基础和实践价值。山融4号（SR4）是本实验室前期从通过不对称体细胞杂交方法创制的渐渗系中筛选出的耐盐碱小麦新品系。实验室前期从SR4中克隆了小麦甘油-3-磷酸酰基转移酶基因（TaGPAT6）,通过转化拟南芥进行了耐盐碱胁迫表型的鉴定,发现过表达株系对盐碱胁迫敏感,但是有关机理尚不明确,值得深入探讨。本论文在此基础上进一步对TaGPAT6的功能及作用机制进行了研究,主要研究内容和结果如下:1.TaGPAT6的表达及酶活分析TaGPAT6开放阅读框全长1494 bp,编码含497个氨基酸的蛋白,该蛋白同时定位于内质网和高尔基体。通过与中国春基因组序列比对,推测该基因位于小麦的3B染色体上,并且在3A和3D染色体上存在相似性极高的但表达量较低的同源基因。对TaGPAT6进行组织表达分析发现,其在雄蕊中表达量较高,这可能暗示着TaGPAT6与小麦的育性相关。TaGPAT6编码了一个甘油-3-磷酸酰基转移酶,但同时具有脂酰基转移酶活性结构域和磷酸酶活性结构域,并且具有这两个功能结构域活性位点的关键氨基酸。通过对拟南芥过表达系幼苗的脂质组测定发现,sn-2 MAG含量明显升高,这个结果可以说明TaGPAT6同时具有脂酰基转移酶活性和磷酸酶活性。2.TaGPAT6参与了小麦对盐碱胁迫的响应利用茎尖生长点转化法构建了小麦的转基因系,并通过PCR检测得到了阳性株系,繁代后选取表达量较高的株系进行了盐碱表型的鉴定,结果显示,在对照条件下,转基因小麦与对照组无明显差异,但在盐胁迫和碱胁迫条件下,过表达系小麦都呈现出敏感表型。这暗示着TaGPAT6参与了小麦对盐碱胁迫的响应。3.TaGPAT6的过表达降低了拟南芥对非生物胁迫的抗性我们鉴定了TaGPAT6的拟南芥过表达株系、突变体gpat4和gpat6及它们与TaGPAT6的回补系在非生物胁迫下的表型。结果表明,TaGPAT6的过表达显著降低了拟南芥对盐碱及ABA胁迫的抗性;而gpat4和gpat6突变使得拟南芥对盐碱及ABA胁迫呈现一定的抗性;拟南芥gpat4和gpat6的突变缓解了TaGPAT6过表达导致的对盐碱及ABA胁迫的敏感性。4.TaGPAT6可能通过信号分子PA对盐碱胁迫做出应答GPAT可以将G3P酰基化生成LPA,而后LPA在溶血磷脂酸酰基转移酶的作用下可生成PA。我们对磷脂酸合成和降解相关的基因进行了表达量检测,结果发现,与PA合成和降解相关基因的表达量都有一定的变化,拟南芥过表达系幼苗中PA含量也有明显下降。在外源添加PA的情况下,过表达系对盐碱及ABA胁迫敏感的表型都有一定恢复。因此我们猜测,TaGPAT6可能通过调节PA的合成和降解从而参与到植物对胁迫的应答过程中来。5.TaGPAT6可能通过影响ABA的信号转导对盐碱胁迫做出应答在外源施加ABA的条件下,TaGPAT6的过表达株系表现了敏感表型,拟南芥突变体gpat4和gpat6表现出一定抗性,我们对ABA合成和信号转导相关的marker基因进行表达量检测的实验结果表明,许多marker的表达量都有明显变化。最近有研究表明,PA作为信号分子也参与调节了 ABA信号的转导,因此我们推测,TaGPAT6可能通过影响ABA的信号转导对盐碱胁迫做出应答。6.TaGPAT6的过表达导致了植株体内ROS的积累拟南芥过表达系对MV敏感,DAB和NBT染色结果发现,过表达系植株中H2O2和O2-含量明显升高。对ROS合成基因表达量检测发现,ROS合成相关基因AtRBOHC、AtRBOHD和AtRBOHF的表达量都有升高趋势,对ROS清除酶的表达量和酶活性检测发现,过表达系中SOD的表达量和活性有一定量升高,CAT、POD、APX的表达量和活性有明显降低。生理测定结果发现过表达体内脯氨酸含量降低,MDA含量升高。这些结果暗示了TaGPAT6可能主要通过降低ROS清除能力,使得拟南芥体内ROS积累,从而导致了过表达系对盐碱胁迫的敏感表型。