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植物激素脱落酸(ABA)通过其核心信号通路PYR/PYLs/RCAR-PP2Cs-SnRK2s广泛的调控了植物的生长发育过程和逆境响应过程。在这个信号通路中,ABA受体PYR/PYLs/RCAR抑制蛋白磷酸酶的的活性,从而介导ABA信号的传导。大量研究表明,过表达此类ABA受体可以增强植物的抗旱性,甚至改善作物的水分利用效率。因此,对植物尤其是农作物ABA受体的研究在农业生产上具有重要的应用价值。本实验室在前期的研究中发现玉米PYR/PYLs/RCAR基因的表达呈现明显的器官和亚类特异性,并且分别克隆了三个亚家族中具有代表性的ZmPYL1(KJ700410.1)、ZmPYL4(KJ191278.1)和ZmPYL10(KP708579)基因。本研究进一步对ZmPYL1/4/10的ABA受体活性进行鉴定,并分析了玉米幼苗中这三个基因转录水平对ABA及多种逆境胁迫的响应特点。取得了以下结果:(1)通过体外磷酸酶实验证实了ZmPYL1/4/10的受体活性。结果显示ZmPYL4对蛋白磷酸酶ZmPP2Ca/ZmHAI1活性的抑制是不依赖ABA的,而ZmPYL1和ZmPYL10是依赖ABA的。在0.5μM的ABA的作用下,ZmPYL1/4/10即可以较大程度的抑制ZmPP2Ca/ZmHAI1的磷酸酶活性,表现出对ABA的高敏感性,同时显示了其在提高植物抗逆性上的应用潜力。(2)运用实时定量PCR技术分析了ZmPYL1/4/10在ABA和多种逆境胁迫下的转录响应,发现在5mM H2O2处理下,玉米幼苗根系中ZmPYL1的表达上调了约10倍,表现出对活性氧信号的超高的敏感性。在10μM的ABA处理下,根系中ZmPYL4的表达下调至正常水平的10%左右,表现出对ABA的高敏感性。研究结果进一步证实了玉米PYR/PYLs/RCAR基因对ABA或非生物逆境转录响应的器官特异性和亚类特异性的普遍性。(3)用农杆菌侵染花序的方法,将重组质粒转入拟南芥,获得了过表达三个受体基因(35s::ZmPYL1/4/10)的拟南芥植株,为后面更深入的研究ZmPYL1/4/10的生物学功能提供材料。此外,通过亚细胞定位分析,发现在转基因拟南芥(35s::YFP-ZmPYL1和35s::YFP-ZmPYL10)中ABA受体蛋白ZmPYL1和ZmPYL10定位于细胞核中。