【摘 要】
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土壤盐渍化严重的影响植物生长和作物产量,通过多种复杂的耐盐机制提高作物的耐盐性对于全球粮食生产至关重要。越来越多的研究发现染色质表观调控因子在调节植物响应非生物胁迫过程中扮演着重要的角色。组蛋白变体H2A.Z是常规组蛋白H2A的一种变体,通过转录调节在植物生长发育、逆境胁迫中发挥着重要作用。但H2A.Z是否参与植物应答盐胁迫还不明确,H2A.Z调控植物耐盐性的研究还未见报道。因此本文通过对盐胁迫下
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土壤盐渍化严重的影响植物生长和作物产量,通过多种复杂的耐盐机制提高作物的耐盐性对于全球粮食生产至关重要。越来越多的研究发现染色质表观调控因子在调节植物响应非生物胁迫过程中扮演着重要的角色。组蛋白变体H2A.Z是常规组蛋白H2A的一种变体,通过转录调节在植物生长发育、逆境胁迫中发挥着重要作用。但H2A.Z是否参与植物应答盐胁迫还不明确,H2A.Z调控植物耐盐性的研究还未见报道。因此本文通过对盐胁迫下H2A.Z缺失突变体表型及生理特性分析,结合转录组学手段初步探究H2A.Z在盐胁下的生物学功能,具体研究结果如下:（1）通过在拟南芥野生型背景下分析H2A.Z在盐胁迫下的表达丰度,结果显示盐胁迫下的H2A.Z的蛋白表达丰度显著上调,对H2A.Z的编码基因HTA8、HTA9、HTA11和装载基因ARP6、SEF、PIE1的表达模式分析,发现在盐胁迫后这些基因的表达均明显上调,表明H2A.Z积极参与植物应答盐胁迫。（2）通过对拟南芥H2A.Z编码基因的功能缺失突变体hta9、hta11、hta9hta11盐胁迫表型观察,发现与野生型相比,盐胁迫导致hta9、hta11的叶片发黄萎蔫、根长生长受到抑制、种子萌发及绿化呈现延迟情况,且在双突变体hta9hta11中盐胁迫敏感表型会更加显著。通过对hta9、hta11、hta9hta11在盐胁迫下的生理特性分析,发现盐胁迫导致H2A.Z相关突变体的叶片相对含水量下降,光合能力、叶绿素含量下降,活性氧积累增加、Na+/K+升高。此外,盐胁迫下hta9hta11的丙二醛（MDA）和花青素的含量也显著高于野生型拟南芥。从生长表型及盐胁迫应答生理特性方面,均能体现组蛋白变体H2A.Z在植物耐盐性中发挥着重要作用。（3）为进一步研究H2A.Z在植物应答盐胁迫过程中的调控机制,通过转录组测序对盐胁迫72 h的Col-0和hta9hta11的差异基因表达情况进行分析,发现盐胁迫处理之后野生型背景中的盐应答基因表达模式在双突变体hta9hta11中发生了很大变化,盐诱导基因有182个,盐抑制基因有116个,这些基因参与多个生物代谢通路,表明H2A.Z广泛影响了盐应答基因的转录水平。对其中10个基因进行RT-qPCR验证分析,发现H2A.Z可能参与调控钠钾离子平衡、ABA受体蛋白、谷胱甘肽代谢通路基因的表达,并通过影响离子转运、渗透调节多个等生理过程介导植物应答盐胁迫。综上,本研究通过对组蛋白变体H2A.Z在盐胁迫应答中的生物学功能进行了初步探索,为表观调控因子通过转录调节参与植物耐盐适应的作用机制研究奠定了较好的理论基础。
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