干旱是影响植物生长的重要因素,植物为了适应干旱环境会进行一系列的耐受反应,如改变叶片形态,提高高渗物质的积累,关闭气孔以减少水分散失等。作为一类特殊的 RNA 结合蛋白(RNA Binding Protein),hnRNP(heterogeneous nuclear Ribonucleoprotein)蛋白在植物对于干旱胁迫的耐受中发挥重要的作用。植物中的核糖核蛋白(ribonucleoprotein 1,RNP1)作为重要的hnRNP家族的蛋白之一,在植物中的功能尚未阐明。本论文通过qRT-PCR的方法发现拟南芥中的RNP1,即AtRNP1,是一个在拟南芥组织中广泛表达,研究结果显示:AtRNP1主要定位于成熟组织与器官的蛋白,并随着干旱、渗透胁迫与外源施加ABA处理的出现而表达上升,但是并不受盐胁迫的影响。为了进一步研究拟南芥中AtRNP1的功能,我们首先构建了多个AtRNP1表达下调与过表达株系,发现这些AtRNP1的过表达植株在干旱胁迫下的存活率显著下降,而表达下调突变体植株的存活率没有明显的变化。我们使用扫描电镜观察了萌发后10天的拟南芥植株的第一片真叶,发现相比于野生型,过表达植株的第一片真叶表面的气孔数目减少、气孔增大,而开度没有显著性的变化。我们同时检查了萌发后两周的AtRNP1过表达株系与野生型的离体叶片的失水率,发现两者并没有明显的区别。我们检测了在干旱胁迫后AtRNP1过表达株系与野生型相比于正常生长状态下根系建成(RootArchitecture)状态,发现AtRNP1过表达株系的根系建成存在缺陷。我们进一步构建了缺少M9结构域与C端部分的突变AtRNP1,AtRNP1△M9c的过表达株系,发现这种过表达对于干旱胁迫并不敏感,说明M9结构域的存在是造成AtRNP1过表达株系对于干旱胁迫敏感的重要原因。其次,为了检测AtRNP1过表达株系对于干旱胁迫敏感的原因,我们检测了干旱胁迫下植株内游离的脯氨酸水平。发现相比于野生型,AtRNP1过表达植株中的游离的脯氨酸水平明显偏低。通过嫁接实验,我们验证了脯氨酸的不足是造成AtRNP1对干旱胁迫敏感的主要原因,而根系建成中的缺陷只是很小的影响了AtRNP1过表达突变体对于干旱胁迫的适应。我们用qRT-PCR方法对正常条件与干旱胁迫中AtRNP1过表达株系与野生型中重要基因及脯氨酸的合成基因P5CS1的表达水平进行检测,结果表明在干旱胁迫下,相比于野生型,AtRNP1过表达株系中P5CS1的表达水平明显下降,进而导致了干旱胁迫下AtRNP1过表达株系中脯氨酸水平的不足。再次,我们还检测了 AtRNP1过表达株系对于其他类型胁迫的适应能力。结果表明在盐胁迫、渗透胁迫及外源施加ABA处理条件下,相比于野生型,AtRNP1均表现出了敏感。而通过扫描电镜的观察,我们也证实了 AtRNP1过表达植株的叶片表面的气孔对于外源施加ABA处理也更加敏感。进一步的植物体内游离的脯氨酸水平的检测表明:体内的游离的脯氨酸的水平不足是导致AtRNP1过表达植株对于多种胁迫与处理环境敏感的主要原因,而AtRNP1过表达植株在胁迫与处理条件下吸水能力的上升不足加重了这种敏感。最后,我们使用荧光原位杂交技术检测了在正常条件与干旱胁迫条件下AtRNP1的过表达植株与野生型的细胞内的总mRNA的亚细胞定位,结果表明AtRNP1的过表达植株的总mRNA的亚细胞定位存在异常,干旱胁迫可以加重这种亚细胞定位上的异常。这便从另一个侧面暗示了 AtRNP1过表达植株对于干旱胁迫敏感的原因。综上所述,本论文对于AtRNP1过表达株系的研究有力的揭示了 AtRNP1在植物对于干旱胁迫适应中的作用,并为抗旱植株的培育提供重要的理论依据。