小麦属于甜土作物,耐盐碱能力不强,在盐碱胁迫下往往造成大幅度减产。虽然导致土壤盐渍化的主要成分是中性盐NaCl,然而盐渍化土壤通常伴随着相当数量的碱性盐,主要是NaHCO3和Na2CO3,这种特性往往对植物造成了更大的伤害。目前对于植物耐盐胁迫机制的研究较多,而对植物碱胁迫抗性机制的研究较少,因此迫切需要加强对植物耐碱胁迫的研究。山融4号（SR4）是从普通小麦济南177（JN177）与长穗偃麦草的体细胞杂种渐渗系中选育出的耐盐碱新品系。研究表明,与耐盐小麦品种山融3号（SR3）相比,SR4具有更高的碱胁迫抗性,是研究小麦碱胁迫耐受机制的理想材料。TaIAA10是我们前期通过碱胁迫转录组分析从小麦SR4中筛选到的响应碱胁迫的生长素早期应答Aux/IAA蛋白家族成员,其异源过表达提高了拟南芥对于碱胁迫的抗性,因此有必要对TaIAA10在小麦耐碱中的功能及机制进行深入研究。1.TaIAA10基因序列分析前期根据SR4和JN177的转录组数据,我们鉴定到一个受碱胁迫调控并在两个品种之间表达存在差异的小麦Aux/IAA家族基因TaIAA10。结合转录组测序结果,通过数据库搜索我们得到了其全长序列,并设计引物扩增了其全长cDNA序列。TaIAA10是一个经典的Aux/IAA蛋白,基因编码区序列全长为855 bp,编码284个氨基酸的多肽,包含经典Aux/IAA蛋白全部的四个保守结构域。通过与中国春基因组参考序列对比发现,TaIAA10位于6A染色体上,同时6B和6D染色体上也有部分同源的基因。2.TaIAA10的亚细胞定位我们将TaIAA10与GFP开放阅读框重组形成融合蛋白,构建瞬时表达载体pBI221-TaIAA10-GFP并转化到小麦原生质体中,培养24 h左右利用激光共聚焦显微镜观察绿色荧光蛋白的分布。结果显示,35S:GFP在细胞中均匀分布,而35S:TaIAA10-GFP主要分布在细胞核和细胞质中。3.TaIAA10参与小麦非生物胁迫应答为了验证TaIAA10的功能,我们构建了TaIAA10的小麦过表达系。表型分析结果显示,在碱胁迫和ABA处理一周后,与对照株系扬麦20（YM20）相比,TaIAA10过表达系地上部分更长,并且根部也相对较长,对照株系YM20叶片萎蔫黄化程度较深,表明TaIAA10过表达提高了小麦对碱胁迫和ABA的抗性;当用H2O2处理时,小麦过表达系与YM20相比,株高变矮,鲜重较轻,但是根长较YM20稍微变长,说明TaIAA10过表达可能增加了小麦对H2O2的敏感性。4.TaIAA10互作蛋白的筛选在经典的生长素信号转导过程中,Aux/IAA蛋白家族成员通常作为生长素信号的负调控因子,通过抑制Auxin Response Factor（ARF）的功能来调控生长素信号转导,因此筛选与TaIAA10互作的蛋白极为重要。本实验室构建了小麦SR4的cDNA文库,通过酵母双杂交文库筛选,我们筛选到3个与TaIAA10互作的ARF转录因子,并且通过荧光素酶互补实验等证明了两者之间的相互作用。同时,我们通过荧光素酶基因报告系统和酵母系统验证了筛选到三个的ARF转录因子都具有转录激活活性。5.TaIAA10 通过 TaARF19 调控 TaABI5 表达前期研究发现,在拟南芥中过表达TaIAA10可以抑制ABA信号通路中的关键转录因子ABI3、ABI4和ABI5的表达,从而增强了对ABA的耐受性,其调控机制不清楚。我们检测了小麦TaIAA10过表达系中TaABI3和TaABI5的表达量,发现他们在小麦TaIAA10过表达系中表达量明显下降。为了验证TaIAA10是否通过与其互作的ARF转录因子影响ABA信号通路基因的表达,我们扩增了TaABI5编码区上游3000 bp启动子序列,发现其启动子区域含有ARF转录因子结合元件,其可能是ARF转录因子的靶基因。将TaABI5启动子重组到荧光素酶报告基因载体pGreenII0800,构建了ProTABI5::LUC荧光素酶报告系统,随后将其与35S::TaARF19共同在烟草中表达。结果显示,TaARF19能够激活TaABI5的表达;当同时表达过量的TaIAA10时,TaARF19对TaABI5的激活作用被抑制。这些结果表明TaABI5可能是TaARF19的靶基因,而TaIAA10与TaARF19的互作抑制了 TaARF19对TaABI5的转录激活作用。