植物水孔蛋白(Plant Aquaporin)是一个由六个跨膜α-螺旋构成的膜通道蛋白。在细胞膜蛋白中，水孔蛋白占据了绝大部分，因此也被称为膜主要蛋白(Major Intrinsic Protein，MIP)。水孔蛋白除了通过水分子以外，还可以通过尿素，甘油，甲酰胺等物质，从而不论在植物正常生理活动还是在逆境胁迫中扮演着极为重要的角色。植物水孔蛋白可以分为PIP，TIP，SIP和NIP四类。在水稻(Oryza Sativa L.)PIP中，PIP可以继续分为两个亚家族，即PIP1亚家族和PIP2亚家族。两个亚家族在氨基酸一级序列和三维空间结构上高度保守，但是各自的水通道活性却相差悬殊。PIP1亚家族蛋白几乎没有水通道活性，而PIP2亚家族却有很高的水通道活性。因此，需要对导致这一活性差异的原因进行探究。 本文假设水稻PIP两个亚家族间的活性差异可能与两者间的结构差异有关。借助计算机比较模建技术，以牛AQPl X-ray晶体结构为模板，同源模建了两个水稻PIP亚家族的三维空间结构。对两者的空间结构分析表明，它们之间存在一个Ala/Ile(Val)氨基酸差异对，这一差异可能影响了附近氨基酸残基侧链基团的空间位置，导致两亚家族之间的通道活性差异。Ala残基存在于PIP1亚家族中，而Ile(Val)则存在于PIP2亚家族中。根据这一结果，在两个PIP亚家族间对这一氨基酸对进行了互换突变。爪蟾卵母细胞通透性实验表明，PIP1突变体蛋白水通道活性相对野生型蛋白有较大增加，而PIP2突变体蛋白水通道活性相对野生型蛋白有较大降低。各个突变体和野生型水孔蛋白的GFP融合蛋白在爪蟾卵母细胞表达的实验表明，它们在质膜上的定位没有明显差异。由此确认了突变体相对野生型表现出来的水通道活性差异来自结构变化而不是来自膜定位的。从而证实了比较模建的分析结果。从而本文认为水稻PIP1和PIP2亚家族中存在的这一Ala/Ile(Val)氨基酸差异对是导致这两个亚家族之间水通道差异的重要原因。序列联配结果证实，这一氨基酸差异对存在于所有已知植物PIP亚家族中。 蛋白质组学研究在功能基因组学时代发挥着越来越重要的作用。蛋白质组学不仅可以研究基因组已知的对象，在对基因组信息不完全对象的研究中也有这无可比拟的优势。干热胁迫是我国云南横断山脉干热河谷中的一种特殊胁迫。假虎刺(Carissa spinarum)做为干热河谷中的次生优势植物，在抵御干热胁迫方面有着其特殊的抗逆机制。一年生的假虎刺对干热胁迫处理相应快速，气孔扩散阻力在胁迫48h后急剧上升，叶片蒸腾速率急速下降。用双向电泳检测到了650个叶片可溶性蛋白。通过质谱鉴定到了27个蛋白。这些蛋白参与了蛋白保护，过氧化物清除，信号转导，RNA加工，光合作用，基因组变异和新陈代谢等。值得注意的是，本研究在受到胁迫的假虎刺叶片可溶性蛋白中没有检测到Rubisco大亚基降解片段，而是检测到了Rubisco Activase片段。本文认为在假虎刺中可能存在有保护Rubisco蛋白的机制，从而能够维持较高的净光合，从而增加了假虎刺对干热胁迫的抗性。