植物类受体蛋白激酶(receptor-like protein kinases，RLKs)已被证明参与植物生长、发育及对环境刺激/应答反应等多种信号的传导过程，在植物生命活动中发挥着多种重要的生物学功能。 前期实验中，我们从衰老处理的大豆叶片中克隆到几个编码大豆类受体激酶基因的cDNA片段。通过RACE方法得到两个基因的全长cDNA序列。其中一个基因编码一个胞外域富含亮氨酸重复序列(leucine-rich repeat，LRR)的类受体蛋白激酶，基因表达分析发现它在大豆叶片的衰老过程中表现出明显的上调表达，暗示该基因很有可能参与大豆叶片衰老进程的调控，因此命名为GmSARK(Glycine max senescence-associated receptor kinase)(GenBank No．AY687391)。另一个基因同样编码一个具有跨膜域的类受体蛋白激酶，但是与GmSARK相比，它没有明显的胞外域，属于胞质类受体激酶亚家族(RLCK-subfamilyl)，因此命名为GmRLCK[Glycine max receptor-like cytoplasmic kinase)(GenBank No． AY687390)。我们早期的研究表明，在转基因大豆中，利用RNA干扰(RNA interference，RNAi)技术敲减GmSARK基因的表达的方法和通过CaMV35S启动子驱动GmSARK基因过表达的方法，初步研究了GmSARK基因的功能，结果暗示 GmSARK基因广泛参与大豆发育调控尤其是叶片衰老进程调控，其所介导的信号转导可能是通过调节叶绿素等大分子的代谢来发挥功能。 本文在此基础上进一步深入研究分析了GmSARK基因在叶片衰老过程中的调控机制。克隆了玉米LLSl在大豆中的同源基因GmLLSl(GenBank No．DQ154009)，它可能编码叶绿素降解代谢过程的关键酶-脱镁叶绿酸氧化酶脱镁叶绿酸氧化酶PaO。研究发现转基因植物中，由于GmSARK基因的敲减或过表达可以导致GmLLSl基因的表达发生明显改变。此外，在转基因大豆中由于GmSARK基因的敲减，大豆叶片还表现出类似LLSl基因突变体的斑点坏死表型。这些结果都暗示我们说克隆的GmLLSl可能是玉米和拟南芥LLSI(PaO)的同功能基因，GmSARK介导的衰老信号通过调节GmLLSl的表达参与大豆叶片的发育调控。 与GmSARK不同，胞质类受体激酶GmRLCK基因表现出组成型表达特点。在我们前期研究中发现GmRLCK基因在大豆的生长发育以及衰老过程中的始终都保持稳定的高表达。本文利用生物信息学方法对GmRLCKI基因进一步进行了功能预测和系统发生学分析。为了进一步研究这两个基因的表达调控特点，分析它们在大豆发育和响应环境刺激等信号的传导路径中的功能，我们利用基因组DNA步行技术分别克隆了GmSARK和GmRLCK基因5’启动子序列，构建了启动子驱动的报告基因GUS融合基因的双元表达载体。利用农杆菌介导的方法转化拟南芥和微型番茄 Micro-Tom，在稳定遗传的转基因植物中，通过组织化学染色和GUS荧光活性的测定，分析GmSARK和GmRLCK基因的启动子活性和表达调控模式。 对GmSARK：:GUS转基因植物研究结果发现，GmSARK：：GUS可以在黑暗诱导的转基因植物黄化苗中表达。在转基因Micro-Tom植株的主根中检测不到明显的GuS表达，但在侧根发生部位和抽生的侧根中有较高GUS活性；在发育成熟茎的维管束中，GmSARK：：GUS可以在的韧皮部中高表达；在转基因植物叶片发育过程中，叶片中的GUS活性随着叶龄的增加逐渐增强，并在衰老的叶片中保持着较高水平的GUS活性；进入生殖生长后，转基因Micro-Tom的萼片中始终保持较高水平的GUS活性，随着花的开放、花器官的逐渐成熟，柱头、雄蕊和花瓣的边缘出现不同程度的GUS染色，在转基因拟南芥的花茎、萼片和果荚中也有较高的GUS活性：在Micro-Tom果实发育过程中，幼果中检测到的GUS活性较低，但在接近成熟的绿果中GmSARK：：GUS基因的表达水平很高，随着果实的成熟，GUS的活性大幅度下降，至成熟红果降到最低。用不同激素处理后发现，IAA、SA、JA可以显著促进转基因植物中GmSARK：：GUS的表达活性；GA<,3>、乙烯和BR显著抑制GmSARK启动子活性。另外，6-BA对GmSARK：:GUS的表达有显著的抑制作用，与我们前期研究发现外源6-BA延缓大豆叶片衰老过程中GmSARK乏达的结果相一致。ABA对GmSARK：：GUS的表达没有明显的影响。伤害、黑暗、高盐、干旱、淹水等外界环境刺激都显著促进转基因植物中的GUS活性。GmSARK：:GUS的表达在的4℃低温处理后明显降低，但37℃高温胁迫对其影响不大。 对GmRLCK::GUS转基因植物的研究结果发现，GmRLCK::GUS在转基因 Micro-Tom的幼苗在根、茎、叶片和花中都有表达。但与GmSARK::GUS的表达模式有很大差异。在叶片中GmRLCK::GUS的表达不随叶片的发育进程改变，表现出组成型表达特点，这与前期的RT-PCR表达结果相一致。 通过对基因功能和表达调控特点的分析，我们认为GmSARK可能作为植物衰老信号传导过程的上游组分，感知或传递发育信号、植物激素和外界环境刺激等信号，通过调节叶绿素降解代谢关键基因的表达参与大豆叶片衰老过程的调控；GmSARK所介导的信号可能还参与了侧根以及花和种子等生殖器官的发育调控过程。GmRLCK基因编码的胞质类受体激酶，在植物叶片发育过程中表现出组成型表达特点，暗示其发育中可能参与了植物体某种重要的基础功能调节过程。与GmSARK相比，两者可能有着不同的生理功能和调控路径，但是在植物体发育的某些阶段，它们所参与的信号传递可能在一些组织或器官中有着相似或着交叉重叠的路径。本课题的研究对揭示高等植物叶片衰老的分子机制和生长发育过程中信号转导途径具有重要的理论意义。