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植物细胞膜嵌入蛋白质(plasma membrane instrinsic protein, PIP)除了具有运输H20和C02等小分子化合物的功能,还可以感受外源信号,包括病原物侵染或病原物分子的刺激。革兰氏阴性植物病原细菌产生的harpin蛋白质就是一类模式分子,它们有诱导植物抗病性、促进植物生长等有益作用。这些效应取决于植物细胞质膜受体对harpin的识别,识别引发植物激素和非激素信号传导,赋予植物抗病性增强或生长加快的表型。关于植物识别某种特定harpin蛋白质的机制、后续信号传导及参与作用的激素种类,目前还不完全清楚。因此,本文通过拟南芥atpip突变体筛选,发现AtPIP1;4对抗病性有调控作用,继而研究了AtPIP1;4调控抗病性的机制。针对水稻白叶枯病菌(Xanthmonas oryzae pv. oryzae)产生的harpin蛋白质HpalXoo促进植物生长的作用,研究了乙烯和赤霉素参与调控的作用。从这两方面进行研究,可以为今后深入探讨PIP识别harpin信号与后续信号传导奠定基础。1.转基因PIP1；4拟南芥对Pst DC3000抗病性防卫反应有研究表明,水通道蛋白不仅具有运输水分的作用,还可以选择性的运转一些小分子物质如活性氧、气体和一些小分子代谢物,而这些小分子物质的转运与植物生长发育、耐旱抗病等反应相关。水通道蛋白在植物抗病反应中起到什么作用,其作用的机制是什么目前还不是很清楚。利用农杆菌介导法将AtPIPl;4片段转入拟南芥野生型Col-0植株内,并成功表达。此研究中,还筛选了atpipl;4突变体的纯合体,并选用了CS879846做后续实验。研究发现,在接种了Pseudomonas syringae pv. tomatoDC3000 (Pst DC3000)后,AtPIP1;4过表达植株表现抗病,而itpip1;4突变体表现感病。依据观察胼胝质沉积的结果,可以得出胼胝质的沉积量与植物的抗病性呈正相关。因此,AtPIP1;4能够调控植物的抗病防卫反应。2.乙烯和赤霉素参与调控Hpalxoo信号的传导前人的研究表明,harpin蛋白可以激活植物的防卫反应信号通路的同时还可促进植物生长。Harpin在促进植物生长的过程中,需要哪些激素的参与,还不完全清楚。本文研究了HpalXoo促进拟南芥生长和诱导拟南芥的生长相关基因EXP的表达时,乙烯和赤霉素对其反应的影响。对拟南芥野生型进行HaplXoo处理,能够促进植物生长和诱导EXP相关基因的表达；对乙烯和赤霉素功能缺失突变体(etrl-1, ga5-1)进行HpalXoo处理,发现HpalXoo的诱导效应被消弱了,而对乙烯和赤霉素的双突变体进行HpalXoo处理,HpalXoo的诱导效应则被完全消除。综上所述,乙烯和赤霉素在HpalXoo促进植物生长和诱导EXP相关基因的表达的过程中起着一定作用。