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高等植物生长发育的过程中经常会受到非生物胁迫的影响,植物可以通过激活非生物信号传导途径表达特异蛋白产物,从而在一定程度上缓解胁迫压力。不同的非生物可以激活相似的信号通路,引起相似的细胞应答及基因表达。根椐基因产物的作用可将诱导表达的基因分为两种:功能基因和调节基因。LEA蛋白是生物体中广泛存在的一类与渗透调节有关的家族蛋白,该蛋白的编码基因在植物种子胚胎发育晚期表达量丰富,而且在环境胁迫如干旱、低温、盐胁迫、ABA、紫外辐射和NaHCO3等条件下LEA基因的表达量大量累积。目前已在拟南芥中发现了51个LEA蛋白。LEA蛋白与植物的抗逆性密切相关,是一种多功能的逆境蛋白,可以使高等植物在极端条件下维持正常的生命代谢活动,但是对其参与植物抗逆境胁迫的分子机制还未深入研究,对其结构和功能的了解尚不完善,且存在很多争议。本实验室获得AtABR（At3G02480）基因的T-DNA插入突变体SALK14534（1atabr）,经三引物法和基因表达检测获得突变体纯合子。通过对AtABR基因的生物信息学分析、组织化学定位、基因时空表达、基因诱导表达分析和非生物胁迫下的种子萌发及幼苗根长实验,初步研究该基因的功能,探索AtABR基因在非生物胁迫条件下的分子保护机制。实验结果如下:1.通过对AtABR基因及其编码蛋白的生物信息学分析,表明AtABR属于拟南芥LEA家族。对AtABR基因启动子区进行预测分析,表明AtABR启动子区存在多种顺式作用元件,可能受ABA、GA、干旱和高温的诱导调控,且在非生物胁迫环境中与代谢保护机制相关。2.采用三引物法在DNA水平上快速鉴定出T-DNA插入突变AtABR基因的纯合体。经基因表达检测从RNA水平验证目的基因AtABR表达已完全被沉默。3.半定量RT-PCR分析发现,AtABR基因在拟南芥的果荚和种子中表达量最高,花次之,在根、茎、叶中的表达则很弱,表明AtABR基因主要在拟南芥的生殖器官中表达,可能参与拟南芥生殖器官的生长发育。4.通过非生物胁迫对AtABR基因表达的影响研究,表明AtABR基因受ABA、NaCl、干旱的诱导表达,且不受高温、低温、过氧化氢、MeJa、GA等非生物胁迫的影响。此结果表明AtABR基因可能参与了ABA、NaCl、干旱诱导的信号代谢途径。5.通过非生物胁迫对atabr种子萌发的影响研究,表明在NaCl和甘露醇胁迫下atabr种子萌发率高于WT,说明atabr种子萌发对NaCl和甘露醇不敏感,而在ABA和干旱胁迫下atabr种子萌发率无显著差异。6.从非生物胁迫对根长的影响实验来看,在ABA、NaCl、甘露醇逆境胁迫下, atabr主根长度与WT主根相比无显著差异。同时对比逆境胁迫条件下14天的atabr与WT子叶,也无明显表型差异。说明AtABR基因不影响植株幼苗的生长发育。7.分析研究AtABR启动子的组织化学定位,结果表明GUS基因在成熟花药和果荚柱头中表达,而在根、茎、叶、花萼等其它部位无表达;AtABR启动子为组织特异性启动子。