Ca2+是植物细胞内重要的第二信使,在植物生长发育和逆境响应中发挥重要作用;ABA参与调节种子成熟、休眠与萌发、气孔运动及幼苗生长发育等生理过程,并介导植物对逆境的快速反应;ABA信号和钙调素信号在植物生长发育和逆境胁迫响应中发挥重要的调节功能。课题组前期研究发现,拟南芥钙调素结合蛋白IQM4含有一个高度保守的钙调素结合域——IQ基序,以Ca2+不依赖方式与Ca M5结合;IQM4参与种子内源ABA含量和ABA信号的调节,功能缺失突变体iqm4的种子休眠性减低、突变体种子萌发和气孔关闭对外源ABA不敏感。因此,推测IQM4可能是通过介导Ca M信号来调节种子内源ABA合成和ABA信号,是植物ABA信号的正向调节基因。为了深入研究IQM4是否通过介导CaM信号来调节种子ABA合成和ABA信号,进行了如下三方面的研究并取得如下主要结果:（1）构建iqm4-2的功能互补株系和IQ基序缺失突变基因IQM4△143-144的互补株系,通过分析IQM4和IQM4△143-144基因互补株系的种子休眠特性及种子萌发率,来探究IQM4是否通过介导Ca M信号参与ABA调控的种子休眠与萌发过程。研究结果表明,与野生型相比较,IQM4互补株系IQM4/iqm4-2的种子休眠性及种子萌发率没有差异,证明IQM4互补了突变体iqm4-2的表型;但是,IQM4△143-144互补株系的植株生长发育严重异常,说明IQM4与Ca M结合是IQM4功能发挥的必要条件。（2）类钙调素AtCML37是已报道的唯一调节内源ABA水平的Ca M信号基因,CML37和IQM4是否存在于同一信号通路参与ABA水平和信号的调控?本文利用CRISPR/CAS9技术构建了双突变体cml37iqm4-2并分析双突变体的种子休眠、种子萌发以及幼苗生长。遗传学研究表明,双突变体cml37iqm4-2种子休眠性低于野生型,其单突变体iqm4-2、cml37种子休眠性比双突变体更低,推测CML37和IQM4均正向调节种子休眠过程,但二者可能存在拮抗;在外源ABA、Na Cl及甘露醇处理下,单突变体cml37和双突变体cml37iqm4种子萌发率低于野生型,相反地,iqm4-2种子萌发率高于野生型,说明IQM4和CML37也参与了种子萌发对外源ABA、盐和渗透胁迫的反应,但二者作用不尽相同,IQM4是正调节因子,而CML37是负调节因子,推测CML37介导的信号在IQM4介导的信号下游;单突变体cml37、iqm4-2与双突变体cml37iqm4-2幼苗生长表现出较弱的ABA抗性且表型相近,Na Cl及甘露醇胁迫时表型与野生型无差异,推测IQM4和CML37可能在同一条信号通路参与幼苗生长对外源ABA的反应。（3）已报导ABI3是种子休眠与萌发的主要调控因子,在种子发育中后期增强ABA合成酶基因NCED6和NCED9表达,且NCED6和NCED9存在功能冗余。本文拟利用CRISPR/Cas9技术构建双突变体abi3iqm4-2和三突变体nced6nced9iqm4-2,通过遗传学分析研究IQM4调节种子内源ABA合成的可能机理。研究表明:双突变体abi3iqm4-2种子休眠程度与野生型无差异,而突变体abi3-8跟iqm4-2种子休眠程度低于野生型;单突变体nced6种子休眠程度低于野生型,而双突变体nced6iqm4-2种子休眠程度与野生型无差异,双突变体nced9iqm4-2种子休眠程度低于iqm4-2;表明IQM4和ABI3、NCED6、NCED9均正向调节种子休眠过程;外源ABA抑制种子萌发实验结果表明,单突变体abi3、iqm4-2种子萌发对ABA不敏感,双突变体abi3iqm4-2的表型与野生型较无差异;nced6和nced6iqm4-2的表型与野生型无差异;推测IQM4和ABI3也调节种子萌发对外源ABA的反应,但IQM4与ABI3的功能可能存在拮抗,推测IQM4并不是通过ABI3信号途径参与种子ABA合成的调控。