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ABI5亚家族（At DPBFs/ABFs/ABI5）是一类碱性亮氨酸拉链类（b ZIP）转录因子,目前发现有九个成员,分别为ABF1、ABF2/AREB1、ABF4/AREB2、At DPBF1/ABI5、At DPBF2、At DPBF3/AREB3、At DPBF4/EEL、At DPBF5/ABF3、At5G42910。亮氨酸拉链结构常出现于真核生物DNA结合蛋白的C-端,作为转录因子识别下游基因启动区应答元件,从而调节下游基因的表达。目前有许多关于ABI5亚家族基因参与植物生长发育过程中种子成熟、花期确定以及逆境响应等过程的报道,但许多报道尚不一致,因此,ABI5亚家族的九个成员在植物生长发育过程中的分工协作和各自发挥什么作用,目前并不完全清晰。据此,本研究通过构建ABI5亚家族九个基因的上游序列驱动报告基因GUS表达的遗传转化载体,转化农杆菌后通过浸花法得到相应的转基因拟南芥,通过组织化学染色分析和实时荧光定量PCR分析与九个基因上游序列顺式作用元件预测相结合,以期了解ABI5亚家族九个基因在植物生长发育的何种阶段和何种组织中发挥作用以及各个基因在各阶段和各组织中对逆境的响应情况。本研究主要结果如下:1、自NCBI数据库提取了ABI5亚家族九个基因的上游序列,通过顺式作用元件库PLACE对九个基因的上游序列进行分析预测,发现九个基因上游序列中有许多组织特异表达元件如:根特异性表达相关的元件ACGTROOT1和S1FBOXSORPS1L21;花器发育相关元件NTBBF1ARROLB以及许多逆境胁迫和激素响应的元件如:脱水、寒冷、盐诱导、ABA响应元件MYCCONSENSUSAT、MYB1AT和MYBCORE,ABA相关作用元件CATATGGMSAUR、GA响应元件WRKY71OS和水杨酸的调控元件GT1CONSENSUS等。2、扩增ABF3和At5G42910的上游序列并连接至遗传转化载体p CAMBIA1304的Hind III和Spe I位点,获得了重组遗传转化载体pA1304-UPSABF3和pA1304-UPS At5G42910。3、将pA1304-UPSABF3和pA1304-UPS At5G42910重组遗传转化载体进行农杆菌转化后根据浸花法浸染野生型拟南芥,获得ABF3和At5G42910上游序列驱动报告基因GUS表达的转基因拟南芥植株各10个株系,并对获得的转基因植株和已经获得的其余七个基因的转基因植株进行PCR和RT-PCR鉴定,筛选并得到稳定遗传的T3代拟南芥株系。4、通过组织化学染色分析发现:在未萌发的种子中,DPBF4表达强烈。在3 d龄时,ABF1在顶端分生组织和下胚轴中有表达;ABF3在下胚轴、胚根和根分生组织中有表达,在胚根和根分生组织中表达强烈;而DPBF4在下胚轴、胚根、叶脉、顶端分生组织、叶缘和靠近根冠的分生组织中表达;At5G42910在顶端分生组织、下胚轴、胚根和根冠中表达。在7 d龄的拟南芥植株中,ABF3在拟南芥整个根部和叶片的叶缘、叶脉和气孔中表达,在胚根和根分生组织中表达强烈;DPBF4在下胚轴、叶脉、气孔和侧根根基处有表达;而At5G42910在叶脉、叶缘、气孔、下胚轴和根分生组织中部均有表达,并且在下胚轴中表达明显高于根分生组织中部,其余基因未检测到染色结果。5、Col种子在萌发和生长阶段对外界胁迫有显著响应。不同浓度的NaCl、山梨醇、蔗糖和ABA均能延迟拟南芥种子的萌发和幼苗的生长,其中在含有150 mmol·L-1 NaCl的1/2 MS的培养基上生长7 d时,根长只有对照的1/6,在150 mmol·L-1的山梨醇和蔗糖的1/2 MS培养基上生长的拟南芥根长也仅有对照的一半,而在含有10μmol·L-1的ABA的1/2 MS培养基上,根长仅有对照的1/6,50μmol·L-1时仅有1/10。6、在3 d龄拟南芥中,九个基因对NaCl和ABA均有显著响应,其中ABF1、ABF2、DPBF2和DPBF3的m RNA含量在150 mmol·L-1 NaCl处理时降低至对照的1/10,ABF2和At5G42910的m RNA含量在30μmol·L-1 ABA处理时上调了7倍。在4℃低温处理下,ABF1、ABF2和DPBF2的的m RNA含量显著上调,分别为对照的9.5、2.5和6倍。在7 d龄拟南芥中,九个基因在100和150 mmol·L-1 NaCl处理下,m RNA含量均下调至对照的1/10以下,在ABA处理时,除DPBF2和DPBF4以外,其余基因的m RNA含量显著升高,其中ABF2和ABF3上升最显著,在10μmol·L-1 ABA处理时分别为对照的16和17倍,50μmol·L-1时分别为28和14倍,DPBF2、DPBF3、DPBF4和At5G42910的m RNA含量均在100 mmol·L-1山梨醇处理时达到最高,分别为对照的39、3.8、9和148倍。在30 d龄拟南芥中,九个基因对山梨醇和蔗糖响应显著,其中ABFs的m RNA含量在150 mmol·L-1山梨醇处理时分别上升了14、12.6、42和6.5倍,九个基因中除DPBF3和DPBF4外,其余基因的m RNA含量均显著升高,其中ABI5和At5G42910的m RNA含量在50μmol·L-1 ABA处理时,分别上升至对照的14倍和57倍。7、九个基因在3 d龄拟南芥中的m RNA含量存在差异,ABF3、ABF4、ABF1和ABF2相对较高,而ABI5和DPBF3次之,DPBF2、DPBF4和At5G42910的m RNA含量最低仅有ABI5的0.06、0.75和0.04倍。对九个基因在不同组织中的表达进行分析发现:九个基因在拟南芥的果荚和种子中大量表达,在花中次之,根茎叶中较少。8、扩增了ABI5亚家族九个基因的CRI-II-III和CR-II-α-helix至p GBKT7载体上,得到酵母单杂交载体。9、ABI5亚家族九个基因中ABF1、ABF2、ABF3、ABF4以及ABI5的基因全长具有转录激活活性,而DPBF2、DPBF3、DPBF4以及At5G42910则没有转录激活活性。在ABI5亚家族九个成员的CRII中,只有DPBF3和At5G42910完全没有转录激活活性,其余基因均有转录激活活性,当九个基因取其CR-II-α-helix时,只有DPBF2、DPBF3和DPBF4有转录激活活性。此外,截取ABI5亚家族九个基因的CRI-II-III后我们发现,只有ABF1和DPBF4没有转录激活活性,其余七个基因均有激活活性。