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Tudor-SN (TSN)蛋白是真核生物中广泛存在并且高度保守的蛋白。在动物中的研究发现,Tudor-SN是转录的共激活因子以及RNA诱导的沉默复合体的组成成分,并且具有核酸酶催化活性。Tudor-SN也被鉴定为人类半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶(caspases)的底物,能够参与细胞程序化死亡的过程。此外,人类中Tudor-SN也是应激颗粒(stress granules, SGs)的组成成分。Tudor-SN蛋白在植物中的功能研究还比较少,在水稻和豌豆中的研究发现Tudor-SN是RNA结合蛋白和细胞骨架结合蛋白。在拟南芥基因组中有两个基因编码1Cudor-SN蛋白,分别为TSN1(At5G61780)和ISN2(At5G07350)。有报道表明Tudor-SN能够参与植物的逆境适应性。本实验室刘世杰博士的研究表明Tudor-SN能够参与拟南芥种子萌发的调节,并且tsnl突变体中编码GA合成的一个限速酶GA20ox3基因表达量下降。本论文在以上研究基础上,主要对Tudor-SN蛋白在盐逆境下植物生长中的作用及作用机理进行了研究和分析。我们首先获得了TSN1/TSN2双基因沉默的RNAi转基因植株以及TSN1过表达转基因(OE)植株,通过实时定量PCR分析了TSN与GA20ox3的关系。我们发现,在RNAi转基因植株中,GA20ox3的转录本水平下调；而在TSN1OE植株中,GA20ox3转录本水平上调。同时我们对TSN1/TSN2RNAi植株和TSN1OE植株的表型进行了分析。在正常生长条件下,与野生型(WT)相比,TSN1OE植株表现出了萌发提前、主根较长、叶片较大、株高更高以及开花提前等GA过量的表型,而TSN1ITSN2RNAi植株并没有表现出明显的生长缺陷；在150mM NaCl逆境下,TSN1ITSN2RNAi植株表现出了比WT更严重的生长被抑制的表型,而TSN1OE植株在盐逆境下则受到较小的生长抑制。上述实验结果证实了TSN能够正调控GA20ox3的水平,并且参与了植物在盐逆境下的生长调节。我们进一步分析了TSN是否是通过调节GA20ox3而在盐逆境下发挥功能。首先我们获得了GA20ox3的两个功能缺失突变体ga20ox3-1和ga20ox3-2,这两个突变体在正常生长条件下没有明显的生长缺陷,但是在盐逆境下与TSN1/TSN2RNAi植株类似,也受到比WT更严重的生长抑制。外源施加100μM GA3能够恢复ga20ox3突变体和TSN1/TSN2RNAi株系在盐逆境下的生长缺陷表型。此外,我们也检测到(GA20ox3在盐逆境下表达量上调。RNA免疫共沉淀实验证明TSN1在体内能够特异结合GA20ox3mRNA。mRNA降解的动力学分析实验表明TSN1在体内能够稳定GA20ox3的mRNA。这些结果都表明TSN确实是通过调节GA20ox3从而调节植物在逆境下的生长。我们也观察了TSN1的亚细胞定位。正常条件下TSN1-GFP转基因植株的根细胞中,TSN1均匀分布在细胞质中,但是在150mM NaCl逆境下,TSN1重新定位成许多细胞质颗粒,并且盐逆境处理后GFP荧光信号明显增强。Western Blot实验进一步证实了在盐逆境下TSN1蛋白积累到更高的水平。由于逆境下TSN1形成了许多细胞质颗粒,我们想知道这些颗粒是否是植物应激颗粒(stress granules, SGs),因此我们进行了TSN1-GFP和RFP-RBP47(SGs的marker蛋白)的原生质体瞬时共表达实验。结果表明在盐逆境下TSN1与RBP47共定位于SGs中。TSN1是一个多功能域蛋白,在N末端含有四个完整的SN域(SN1-SN4),中间是一个Tudor域,C末端是一个被截短的SN域(dSN)。因此我们分段表达了SN-GFP、Tudor-GFP和1Cudor-dSN-GFP融合蛋白,并分别与RFP-RBP47做共定位分析,结果表明,Tudor结构域是TSN1定位于SGs的所必需的功能域。综上所述,我们的结果表明,TSN作为植物SGs的一个新的组分,能够通过调节GA20ox3的mRNA水平从而调节盐逆境下植物的生长。这些发现为阐明TSN调节植物逆境适应性的机制提供了新的视角。