植物抗寒性以及抗寒育种一直是植物学领域的研究热点,高山离子芥(Chorispora bungeana Fisch C.A Mey)生长在环境复杂多变的冰缘地带,是研究植物逆境适应机制的理想材料。本研究以高山离子芥为研究对象,通过实时定量PCR技术、农杆菌介导的侵染技术、酵母双杂交方法对CbTIP的功能进行了探讨,取得的具体研究成果如下:1.克隆了高山离子芥CbTIP基因,并对其进行了生物信息学分析。高山离子芥CbTTP全长1073bp,包含有一个108bp的内含子和一个759bp开放阅读框,编码一个253个氨基酸残基的蛋白,该蛋白分子量为25.6KD。生物信息学分析表明高山离子芥CbTIP与拟南芥液泡膜内在蛋白家族成员AtTIPl-2同源性最高,达到90.87%,并且具有水通道蛋白家族保守的六个跨膜结构域以及两个NPA模体,55位的苏氨酸和252位的色氨酸是两个可能的磷酸化修饰位点。2.对CbTIP进行了亚细胞定位,发现CbTIP定位于细胞质中的囊泡上,并随细胞质环流而发生位置变化,推测可能参与细胞的物质运输和代谢。3.阐释了CbTIP在高山离子芥中的表达模式,即根、花朵、叶片中均有表达,并且在根中具有相对多的表达量,花中次之,叶中含量最少。低温、盐和干旱处理高山离子芥悬浮细胞或幼苗时CbTIP均会出现不同幅度的上调,因此该基因可能参与植物的胁迫应答。4.验证了CbTIP的抗逆功能:获得CbTIP转基因拟南芥株系,进行不同浓度梯度的盐、甘露醇和脱落酸处理后发现,其萌发率相比Columbia对盐、甘露醇以及脱落酸更敏感。此外,叶片失水率及相对含水量分析发现二者也差异较大,而脯氨酸含量以及相对电导率则差异并不显著。推测CbTIP可能与种子萌发及水分运输相关;酵母双杂获得能够与高山离子芥CbTIP相互作用的蛋白,分别与拟南芥 At2g44370(cysteine/histidine-rich Cl domain-containing protein)、At3g56460(GroES-like zinc-binding alcohol dehydrogenase family protein)同源性较高,At2g44370具有蛋白二硫键还原活性,主要表达于保卫细胞,下胚轴以及根等部位;AT3g56460具有氧化还原酶活性,几乎表达于植物的各个部位。综上所述,本研究首次克隆得到高山离子芥水通道蛋白家族成员CbTIP基因,对其表达模式进行了阐释,生理功能进行了验证,推测可能在种子萌发以及细胞水分的维持上发挥重要作用,为高山离子芥适应极端环境机理和分子机制的揭示提供了一个新视角。