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在众多植物激素中,脱落酸(abscisic acid,ABA)作为植物内源激素之一,在植物增强干旱和盐耐受性上起到了不可或缺的作用。植物细胞中,存在由ABA受体PYL/PYR/RCAR、PP2Cs以及Sn RK2s为主要蛋白的ABA信号传递机制。目前已发现一些蛋白可与ABA受体蛋白相互作用,其中包括囊泡运输相关蛋白,如ESCRT系统中FREE1、VPS23A、ALIX皆与PYL1等ABA受体互作,在ABA受体的液泡降解途径中发挥作用。但此途径的分子机理研究尚不完善。目前,已有文献报道,囊泡运输过程中发挥重要作用的小G蛋白RabE1c与ABA受体可能存在相互作用,因此本研究的目的为探究RabE1c是否影响了ABA的信号传递,以及该蛋白与ABA受体液泡降解途径的关系。本研究使用GFP-RabE1c-Q74L、GFP-RabE1c-S29N、GFP-RabE1c-N128I三种Rab蛋白活性和非活性突变体(分别是只能和GTP结合的活性形式、只能和GDP结合的非活性形式、无法与GTP或GDP结合的非活性形式),研究了他们在ABA胁迫下的应答。通过对三种RabE1c突变体在ABA胁迫下萌发率、主根生长、气孔形态以及失水率的研究,发现RabE1c各种突变体皆对ABA表现出超敏感表型,而GFP-RabE1c-N128I突变体本身气孔形态畸形;并且在ABA的刺激下,RabE1c基因的表达水平降低;同时,ABA刺激下ABA信号传递通道中的下游应答基因RD29A、COR15A、ABI5在RabE1c突变体GFP-RabE1c-Q74L、GFPRabE1c-N128I中比Col-0中转录水平大幅度升高,GFP-RabE1c-S29N中这些基因的转录水平则出现小幅度升高。这些结果表明RabE1c会参与ABA信号传导途径的调节。为分析RabE1c各突变体之间亚细胞定位的差别,我们使用标记细胞内吞途径的荧光染料FM4-64及囊泡运输抑制剂BFA对RabE1c突变体幼苗进行处理,发现GFP-RabE1c-Q74L和GFP-RabE1c-S29N都可以定位于内膜系统,主要定位在TGN上,而GFP-RabE1c-N128I只能存在于细胞质基质。由于已知RabE1c与ABA受体存在互作,我们首先分析了RabE1c突变后是否对ABA受体的亚细胞分布有影响。为进行该研究,首先将RabE1c突变体植株与ABA受体过表达植株进行杂交,得到RabE1c突变背景下的ABA受体过表达植株。通过观察该植株幼苗期细胞中ABA受体的亚细胞分布,发现在这些突变体背景下,ABA受体PYL1和PYR1皆出现野生型背景下不存在的实体圈状结构。通过观察,发现该圈状结构分布在细胞质基质和液泡当中。由于ABA受体可以通过内吞途径运送到液泡降解,为理解ABA受体聚集是否与RabE1c突变可能导致的内吞途径异常有关,我们用FM4-64和BFA分析了突变体的内吞速率,发现相比野生型,RabE1c突变体中BFA小体形成的速率更慢,根据BFA小体形成速率反映出RabE1c突变体的细胞内吞速率更慢。根据以上结果,我们推测RabE1c突变后ABA受体的内吞液泡降解途径功能受到影响,导致了ABA受体在细胞内堆积,从而RabE1c突变体表现出ABA超敏感表型。进一步,本实验室的同事利用western blot显示出RabE1c突变体中的ABA受体蛋白水平升高,与上述的细胞和表型结果一致。通过以上研究,为深入解析ABA受体在细胞中的降解途径奠定基础,有助于后续研究基因影响植物抗旱能力的机制,对农作物抗旱发展有重要意义。