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植物生长发育过程中,随时面临着各种非生物逆境胁迫,如干旱、高盐、极端温度和创伤等,这些逆境胁迫对植物的生长产生了严重影响。因此,研究植物逆境相关基因及逆境信号转导的分子机制,具有重要的理论意义和实际应用价值。脱落酸(ABA)是调控植物适应逆境胁迫的重要的植物激素之一,研究ABA信号转导通路有助于我们理解植物适应非生物逆境胁迫的分子机制。高盐胁迫直接影响了植物中的固碳效应,造成作物产量下降的危害。Na+/K+运输在植物对盐的耐受性中起到了重要的调节作用。HKT家族基因编码一类能够进行选择性运输Na+/K+的转运蛋白,其中一些HKT转运蛋白参与了植物对盐害的耐受能力的调控机制。本论文从不同角度对参与调控植物适应逆境胁迫的有关基因进行了研究,具体研究内容分为两个部分：1)分析了拟南芥PROG1的功能,结果显示PROG1基因可能通过ROS参与了ABA介导的保卫细胞的运动过程。2)研究了水稻中两个HKT转运蛋白OsHKT2；1和OsHKT2；2的功能,发现这两个HKT转运蛋白在植物细胞中对钠、钾离子的运输具有选择性。本论文的主要研究结果如下：1.拟南芥PROG1的功能分析1-1.在拟南芥中,PROG1基因的超表达能够促进ABA诱导的气孔关闭。与野生型Col相比较,PROG1-OE超表达株系,PROG1-OE2和PROG1-OE14表现出对ABA的超敏感性。PROG1基因的缺失突变体progl-1和prog1-2则对ABA呈现出与野生性相似的敏感性。1-2.用ABA处理时,和野生型Col相比较,PROG1-OE超表达植株中的保卫细胞内积累了更多的ROS(H202),从而使PROG1-OE对ABA诱导的气孔关闭超敏感。1-3.干旱胁迫下,积累过多H202时,PROG1-OE植株可通过提高抗氧化酶活性清除多余的H202,使PROG1-OE植株具有较强的抗旱能力。1-4.超表达PROG1基因下调ABI2基因的表达水平,上调一些其它ABA响应基因的表达水平。1.5.PROG1集中表达在各组织的保卫细胞中,如：在茎、叶、花和角果的保卫细胞中均有表达。此外,在根尖和顶端分生组织中也有表达。1.6.YFP-PROG1在植物细胞中呈现出细胞质定位,主要定位于内质网。1.7.PROG1基因的超表达不影响保卫细胞的发育。1-8.体外表达和纯化的PROG1蛋白具有水解酶活性。1.9.PROG1可以和硫氧还蛋白TRX(thioredoxin h-type3)相互作用。2.水稻OsHKT2；1和OsHKT2；2的功能研究尽管OsHKT2;1和OsHKT2;2这两个高度同源的HKT转运蛋白具有93%相同的cDNA序列和91%相同的氨基酸序列,但是当它们在烟草BY2细胞中被表达后,所展现的对Na+/K+运输的选择性是截然不同的。2-1.OsHKT2；1具有优先选择向胞内运输Na+的特性,几乎不往胞内运输Rb+(K+)离子；而OsHKT2；2则介导依赖于K+的Na+内流和依赖于Na+的K+(Rb+)内流。2-2.胞外不同的离子条件同样也影响了OsHKT2；2对Na+/K+运输的选择性。在毫摩尔浓度的Na+条件下,OsHKT2；2可以介导不依赖K+的Na+内流。2-3.胞外K+和Ca2+可以很明显的抑制或者下调OsHKT2；1介导的Na+内流。