在不良的环境下或特定的发育阶段,植物体会对分泌蛋白的需求升高,当内质网(ER)中蛋白质的合成量超过了其对蛋白的折叠能力时,就会造成过量未折叠的或错误折叠的蛋白在内质网腔内的积累,导致内质网胁迫(ER stress),进而激活植物自身的非折叠蛋白响应机制(UPR),以恢复和维持ER内的稳态。因此,UPR对于植物响应非生物和生物胁迫以及生长发育都至关重要。尽管UPR有利于植物适应非生物胁迫如高温、高盐、干旱,但如何防御病原体侵染以及如何参与正常的生长发育报道很少。当ER内的稳态被恢复后,UPR就会停止发挥其功能;若ER的稳态不能被UPR恢复,植物细胞也会停止UPR的保护性功能,而转向程序性细胞凋亡。以上两个阶段需要负调控因子来抑制UPR。然而在植物中,参与UPR信号途径的负调控因子还鲜见报道。本研究将参与UPR的关键转录因子bZIP60作为诱饵,通过酵母双杂交实验筛选到了它的互作蛋白CPR5。CPR5在C端含有5个跨膜域,N端含有一个核定位信号序列,在烟草叶片中定位于内质网、高尔基体和细胞核,这些特性与另一个参与UPR的关键转录因子bZIP28非常相似。通过Y2H和AP-FRET实验验证了 CPR5蛋白与bZIP60和bZIP28均可互作。在正常的生长条件下,功能缺失单突变体cpr5的UPR信号一直处于激活状态,并且对chronic ER stress不敏感。对 cpr5 bzip28、cpr5 bzip60 和 cpr5 bzip28 bzip60 的表型分析表明,CPR5 位于 bZIP28和bZIP60的上游。综合以上结果推测,CPR5是bZIP28和bZIP60的负调控因子。cpr5表现出幼苗矮小、子叶坏死等表型,而cpr5 bzip60双突变体中bZIP60的功能缺失能部分恢复cpr5矮小的表型,如主根长度和侧根数目恢复到野生型水平以及地上部分鲜重增加。IRE1在bZIP60的上游,可以利用其核糖核酸酶功能剪切bZIP60的mRNA,使bZIP60进入细胞核激活UPR下游响应基因。cpr5 ire1a和cpr5 irelb双突变体中IRE1的功能缺失也分别不同程度的恢复了 cpr5的矮小表型,并且cpr5 ire1a ire1b的根的缺陷性表型与ire1a ire1b一致。通过以上结果推测,CPR5可以通过UPR调控植物的生长发育,并且进一步表明了 CPR5可以负调控IRE1通路。之前的研究表明cpr5是SAR抗病性突变体,表现出自发性的HR,含有高表达的PR基因和高含量的内源SA。由于外源SA可以诱导UPR信号,通过获得cpr5 sid2双突变体消除cpr5中的高含量的内源SA,仍然能在cpr5 中检测到组成型激活的UPR信号,表明了 中UPR的激活并不是由SA引起的。在同样具有抗病、PR基因高表达以及高含量SA等特征的snc1、bon1和siz1突变体中并未观察到与cpr5相似的、跟ER stress相关的表型,进一步表明CPR5是特异性的参与UPR信号途径。通过抑制SA-NPR1-PR1信号途径,cpr5 sid2和cpr5 npr1对chronic ER stress的敏感度与cpr5不同,但是仍然具有组成型激活的UPR信号,因此推测在没有外界胁迫的条件下,SA信号和UPR信号独立平行地调控植物的生长发育,而在chronic ER stress的条件下,二者有部分交叉。另一方面,本文还检测了cpr5 bzip28 bzip60和cpr5 ire1a ire1b防御病原体侵染的表型,与已发表的结果类似,cpr5具有抗病性,ire1a ire1b易感病;我们的结果显示 bzip28 bzip60也易感病,而cpr5 bzip28 bzip60和cpr5 ire1a ire1b具有比cpr5 弱的抗病性,因此推测UPR有利于植物抵御病原体的侵染,这一过程可能也是由CPR5介导的。以上研究表明,CPR5是UPR的负调控因子,并进一步揭示UPR参与植物的生长发育以及与SA免疫信号之间的关系,对未来深入探究UPR的机理以及UPR如何帮助植物防御病原体具有重要的意义。