【摘 要】
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黄瓜（Cucumis sativus L.）是我国设施栽培主要蔬菜作物之一,其生育期需水量较大,且对水分亏缺特别敏感,容易遭受干旱胁迫,导致产量和品质下降。质膜水通道蛋白（PIP）是细胞水分跨膜转运主要通道,在植物响应逆境胁迫中扮演着非常重要的作用。分为PIP1和PIP2两个亚类,PIP2较PIP1有更强的水分运输能力,但PIP1能通过和PIP2互作提高其对水分的运输。已有文献和本课题组前期研究发
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黄瓜（Cucumis sativus L.）是我国设施栽培主要蔬菜作物之一,其生育期需水量较大,且对水分亏缺特别敏感,容易遭受干旱胁迫,导致产量和品质下降。质膜水通道蛋白（PIP）是细胞水分跨膜转运主要通道,在植物响应逆境胁迫中扮演着非常重要的作用。分为PIP1和PIP2两个亚类,PIP2较PIP1有更强的水分运输能力,但PIP1能通过和PIP2互作提高其对水分的运输。已有文献和本课题组前期研究发现,CsPIP1;2和CsPIP2;4是高度响应黄瓜干旱胁迫的蛋白,且可能存在互作,过表达CsPIP2;4干旱耐性显著提高。鉴于此,本研究对CsPIP1;2和CsPIP2;4的互作进行了鉴定,并初步分析了CsPIP1;2功能。主要的研究结果如下:1、生物信息学分析发现,CsPIP1;2在进化上相对保守,与同属其他物种同类蛋白功能同源性高;平均疏水性为0.338,是一个亲水性的蛋白;CsPIP1;2具有六个AQP家族成员保守的跨膜结构域,其NPA结构域、ar/R选择性过滤器和Forger’s残基保守结构域和其他同源蛋白一致;亚细胞定位预测其定位在细胞质膜上;启动子顺式作用元件预测CsPIP1;2参与了逆境响应,且与ABA参与的逆响应密切相关;RNA-seq数据分析发现CsPIP1;2黄瓜各组织中均有表达。2、在DUAL membrane酵母双杂交系统中观察到四缺培养基上酵母细胞的正常生长和颜色转蓝,表明CsPIP1;2和CsPIP2;4存在互作;双分子荧光互补（BiFC）检测到共转烟草细胞膜上有明显荧光信号,进一步证实了CsPIP1;2和CsPIP2;4在植物体内存在互作。3、获得了过表达CsPIP1;2转基因黄瓜。与野生型黄瓜相比,过表达CsPIP1;2黄瓜种子萌发速度快,下胚轴偏长,节间距和叶片偏小,根系长且侧根数更多;转基因黄瓜叶片比野生型黄瓜表现出更强的保水能力;在干旱胁迫下,CsPIP1;2转基因黄瓜与野生型黄瓜相比,叶绿素含量变化幅度小,且具有较低的过氧化物酶（POD）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）的活性以及丙二醛（MDA）、可溶性蛋白和过氧化氢（H2O2）含量,说明CsPIP1;2转基因黄瓜受干旱胁迫程度较轻。以上表明,过表达CsPIP1;2转基因黄瓜具有更强的耐干旱能力。
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