WNK[With No Lysine(K)Kinase(无赖氨酸激酶)]基因家族是最近被发现的一个新的基因家族。WNK基因家族的功能在哺乳动物中已有较为深入的研究，主要是通过调控钾、钠和氯离子的转运来调节细胞膜两侧的离子平衡。同时其对氯离子的调控作用也影响到神经信号的传导。但是，迄今为止，该家族在植物上的研究还相对较少。前期的研究认为，植物WNKs基因家族与动物存在较高的同源性，很有可能具有类似的调控植物体内离子平衡的功能。因此，全面系统地研究植物中该家族基因，并揭示其生物学功能具有重要的科学意义。本研究分为三个方面进行：首先，以模式植物拟南芥为材料，研究AtWNK5激酶的生物学功能。其次，在大豆中对WNK家族基因进行了初步的鉴定和生物学功能的分析。最后，探讨可能受到GmWNK1a激酶调控的GmCYP707A1a羟化酶对大豆ABA代谢的调控模式，并对其家族成员进行了鉴定和表达模式分析。主要结果如下：　　(1)AtWNK5可能参与了拟南芥对渗透胁迫的响应，并且在其中起着正向作用。AtWNK5基因在整个拟南芥生长和发育过程均表达，其表达部位主要集中在分生组织、中柱和皮层；高渗胁迫诱导AtWNK5基因的表达，特别是离子型高渗胁迫具有强烈诱导作用；atwnk5功能缺失突变体对高渗胁迫更加敏感，而过量表达AtWNK5则表现出一定的抗性。以AtWNK5蛋白为诱饵，进行酵母双杂交筛选，得到20个候选的互作蛋白，涉及到植物生长发育的很多方面，如离子的运输、信号转导、蛋白质和脂肪的合成和代谢、植物激素的代谢等等，说明AtWNK5涉及的调控网络复杂。其中AtWNK5有可能通过与AtGA2ox2的互作影响拟南芥成花进程，从而影响开花时间；AtWNK5可能通过与AtAVP1的互作来调节拟南芥钠、钾、氯离子在根部和地上部的分配和运输，暗示AtWNK5激酶可能通过调控AtAVP1的活性，来增加植物对离子型高渗胁迫的耐受性。进一步的分析表明，AtWNK5激酶与其靶蛋白互作的区域为自抑制区(AID，Auto-inhibited domain)。　　(2)大豆WNK基因可能参与大豆昼夜节律、成花进程以及对生长素信号的响应。我们从大豆的基因组中，找到17个可能编码WNK蛋白激酶的基因。这17个蛋白在N端激酶区十分保守，而C端即一般认为的调控区则多态性高。进化树分析表明，大豆WNK家族基因可分为4个亚组(a，b，c，d)，在大豆中的起源可能分别来自2个不同的基因。我们发现GmWNK1a和2e表现出昼夜节律现象。同时，该基因家族的成员也受到生长素，赤霉素和脱落酸等植物激素的调控。不同家族成员间受到诱导或者抑制作用差异较大。但是，亚组成员之间的表达模式则比较相近。以GmWNK1a蛋白为诱饵，进行酵母双杂交筛选，得到50个候选的互作蛋白涉及到植物生长发育的很多方面，包括蛋白质的合成和分解代谢、光合作用、信号转导调控、转录调控、核酸修饰、小分子物质的代谢和转运等方面。进一步的分析表明，GmWNK1激酶与其靶蛋白互作的区域可能为自抑制区(AID，Auto-inhibited domain)。以上结果说明WNK激酶在大豆中具有复杂的功能。　　(3)前人研究表明：GmWNK1a可能与GmCYP707A1互作。我们通过拟南芥互补实验发现，GmCYP707A1a基因编码ABA8’-羟化酶，可能参与植物体内ABA代谢。我们进而在大豆基因组中发现10个CYP707A基因家族成员。生物信息学分析显示该基因家族在进化上的高度保守性。GmCYP707A基因家族成员，表达模式存在着明显的区别，Ala和Alb为根系特异表达基因，而A5则是在叶中特异表达。同时，GmCYP707A基因家族成员在打破种子休眠，干旱和盐害响应中起着重要作用。　　综上所述，通过我们对植物WNKs激酶功能的研究以及其互作蛋白的确定，有可能为发现新的WNK介导的细胞信号转导途径提供线索，特别是在植物生长和发育调控方面，从而帮助我们更好的理解植物生长发育和适应环境的机理。