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活性氧(reactive oxygen species，ROS)是调控植物生长发育以及应对多种胁迫的重要信号分子。蛋白质量控制系统是维持蛋白动态平衡的关键机制。研究显示二者在调控复苏植物抗旱中发挥作用，但是具体机制尚不明确。实验室前期从复苏植物旋蒴苣苔中发掘出两个受干旱诱导表达的基因BhDB和BhbZIP60。BhDB蛋白包含细胞色素b561核心结构域和多巴胺β-羟化酶DoH结构域，它和拟南芥同源蛋白(AtDBs)同属于F2亚族CYBDOM/DoH-Cytb561蛋白。BhbZIP60是一个响应内质网应激反应、在mRNA水平被剪切激活的bZIP转录因子。本论文对旋蒴苣苔BhDB和BhbZIP60的功能进行研究，主要结果如下: 1.BhDB基因表达模式、蛋白亚细胞定位和调控的生理过程:qPCR分析发现，BhDB的转录受干旱、H2O2和生长素强烈诱导;而拟南芥同源基因AtDB1/2/3仅受H2O2诱导，不响应干旱和生长素诱导。BhDB和AtDB1/2蛋白均定位在质膜上且存在胞吞过程。BhDB调控植物的生长发育，其过表达拟南芥呈现一系列逆境诱导的形态反应(stress-induced morphogenic response，SIMR);而AtDB1/2/3过表达转基因植株及其突变体生长发育正常，无SIMR表型。BhDB和AtDB1/2/3过表达转基因拟南芥均表现较强的抗旱和ROS积累的表型。BhDB转基因拟南芥中抗氧化物质含量升高，ROS响应基因WRKY18/40/53和ZAT10/12的转录被激活。突变体atdb1-1对干旱敏感，且atdb1-1和atdb2-1以及双突变体atdb1-1atdb2-1中ROS含量低于野生型植株。遗传互补实验发现BhDB基因和AtDB1基因均可互补突变体atdb1-1的ROS缺陷表型。以上结果表明F2亚族基因具有调控植株生长发育（仅BhDB基因）、抗旱和促进ROS产生的生物学功能。 2.BhDB和AtDB1/2/3介导的ROS产生机理:质膜NADPH氧化酶是一类包含多个跨膜区，以NADPH为电子供体，跨膜传递电子，调控胞外ROS产生的多基因家族。利用生化的方法抑制NADPH氧化酶的活性，不干扰BhDB和AtDB1/2/3介导的ROS产生;利用遗传的方法，将BhDB和AtDB2基因分别导入NADPH氧化酶的两个突变体atrbohd和atrbohf以及双突变体atrbohd atrbohf中，BhDB和AtDB2基因能够互补突变体中ROS含量低的表型，但是不能互补ABA诱导气孔关闭缺陷的表型。以上研究表明质膜NADPH氧化酶不是BhDB和AtDB1/2/3蛋白介导ROS产生所必需的。另外，结构域缺失突变和点突变均可抑制BhDB和AtDB1/2介导的ROS产生，表明BhDB蛋白和AtDB1/2蛋白介导ROS产生依赖于保守的底物结合位点和关键的结构域。 3.BhDB调控SIMR和抗旱性的机理:结构域缺失突变和点突变使植株丧失SIMR和抗旱表型。qPCR分析相关途径标志基因表达的结果显示，BhDB过表达转基因植物中ROS途径基因和干旱途径DREB2B和ANAC019/055/072等转录因子表达量上调，但气孔开度和失水速率与野生型植株相近。根据这些结果，可推测BhDB调控SIMR和抗旱性是通过ROS信号途径和不依赖于ABA的抗旱信号途径实现。 4.BhDB和AtDB1/2调控侧根发育:表型观察发现BhDB和AtDB1/2转基因拟南芥的侧根数目增多，同时AtDB1转基因拟南芥侧根原基发育速率快于野生型植株。侧根发育可能受生长素和/或ROS调控。研究发现RBOH蛋白介导产生的ROS调控侧根发育。进一步发现，BhDB和AtDB1/2转基因植株侧根原基基部的中柱组织及侧根原基中积累ROS，且AtDB1转基因植株中转录因子ARF5/7表达上调，而BhDB转基因植株中PIN1/4表达上调。根据这些结果推测，CYBDOM介导的ROS信号可能参与了生长素调控的侧根发育过程。 5.BhbZIP60可变剪切调控植物抗旱过程:过表达干旱诱导的BhbZIP60基因的剪切形式发现，转基因植物呈现显著的抗旱能力，ABA途径的逆境响应基因及UPR(unfolded protein reponse)基因的转录水平升高。这些结果表明，BhbZIP60mRNA响应内质网应激发生剪切后入核激活UPR信号途径基因和逆境响应基因的表达，进而调控植物应对干旱胁迫。 综上所述，本研究利用分子生物学、细胞生物学和遗传学方法阐明了干旱诱导基因BhDB和BhbZIP60调控植物抗旱性的生物学功能。重点揭示了F2亚族CYBDOM蛋白介导ROS信号调控植物抗旱和生长发育(SINR和侧根发育)的信号机制，并首次阐明了一种CYBDOM蛋白介导的不依赖于质膜NADPH氧化酶的ROS产生方式。同时，证实了BhbZIP60介导的蛋白质量控制机制在植物抗旱中的作用。这些结果为深入研究复苏植物耐旱机理开辟了新的视角。