植物对非生物胁迫的响应涉及一系列复杂的生理生化过程,往往是多基因相互作用的结果,目前已有的发现可能只是反映逆境适应性机制中的某些方面,因此,从新的角度研究植物逆境适应性,可以对逆境适应性机制有一个多方位的认识和更好的理解。当植物遭遇逆境时,为了使植物在胁迫条件下具有更大的灵活性,植物体内经常发生小分子的修饰作用,这其中,由糖基转移酶催化的糖基化修饰在调控各种小分子的溶解度、稳定性及生物活性中扮演了非常重要的角色。因此,植物糖基转移酶与植物逆境适应性息息相关。糖基转移酶是专门负责催化分子糖基化修饰反应的酶类,在调节植物细胞代谢平衡、维持植物正常生长发育等方面有重要意义。近年来针对植物糖基转移酶尤其是拟南芥家族1糖基转移酶开展的许多研究,证明了植物糖基转移酶的诸多生物学功能。最近有研究证明植物糖基转移酶还参与调控植物应对非生物胁迫的反应过程,但其具体作用机理还不清楚,糖基转移酶参与植物逆境适应性的分子机制还需要人们去深入探索。在本论文中,根据芯片数据预测,并利用盐、甘露醇、ABA等逆境处理野生型拟南芥,结合Real-time PCR分析,发现UGT76E12、UGT73B4、UGT73B5、 UGT73D1受到NaCl、甘露醇、ABA等逆境胁迫的诱导。因此,本研究构建了由烟草花叶病毒CaMV 35S启动子驱动的这四个糖基转移酶基因的植物过表达载体及其Gus报告载体,并运用分子生物学和反向遗传学等研究手段,主要针对UGT76E12基因参与植物对逆境的响应作用进行了分析,试图通过拟南芥这个模式植物,探讨植物糖基转移酶与植物耐盐、耐旱作用之问的关系。论文的主要内容及结果如下：1.发现了糖基转移酶基因UGT76E12转基因拟南芥对逆境的响应作用。通过Real time PCR分析,证明了UGT76E12基因在种子萌发阶段的表达受盐、干旱、ABA等逆境诱导上调。同时,通过UGT76E12转基因拟南芥的一系列实验分析,发现与野生型相比,过表达体在种子萌发及萌发后生长阶段表现出对逆境敏感的表型,即逆境处理后转基因拟南芥种子萌发率降低、子叶绿化率降低。说明了UGT76E12基因可能在种子萌发及萌发后生长这一特定时期参与了植物对逆境的适应性。2.证明了糖基转移酶基因UGT76E12可能是通过影响ABA的合成参与植物对逆境的适应。通过钨酸钠(ABA合成途径抑制剂)处理实验,发现转基因拟南芥对逆境敏感的表型得到恢复,推测出现这个表型的原因可能与ABA合成相关。因此我们检测了逆境处理下,野生型和转基因拟南芥中ABA合成途径相关基因的表达量,发现与野生型相比,转基因拟南芥在种子萌发阶段这些ABA合成途径相关基因都上调了2-4倍。由此推测UGT76E12基因可能是通过影响ABA的合成参与植物对逆境的适应。3.构建了糖基转移酶基因UGT73B4、UGT73B5, UGT73D1的植物过表达载体、Gus报告载体及原核表达载体本论文工作还克隆并构建了拟南芥家族1中另外三个糖基转移酶基因UGT73B4、UGT73B5、UGT73D1的植物表达载体、Gus报告载体、原核表达载体,获得了这些基因的拟南芥过表达株系与突变株系,提取和纯化了他们的融合蛋白。为进一步分析这些基因的功能作用奠定了基础。综上,本论文通过一系列实验证明了糖基转移酶基因UGT76E12通过介导ABA合成参与植物种子萌发期对逆境适应的生理过程,丰富了植物的逆境适应性机制。同时,还对另外三个糖基转移酶基因进行了克隆和转基因研究。然而,UGT76E12的突变体还没有获得,对于该基因参与植物逆境适应性的详细的分子机理还需要通过突变体深入探索。