摘要
生长素是植物中控制形态发育的重要激素，参与植物生命过程中生长发育等许多方面，比如控制根尖分生组织和茎尖分生组织形态，维持根尖静止中心，调节植物的向地性等等。当其浓度处于较低水平时，生长素反应因子ARF与生长素转录因子抑制剂AUX/IAA结合成多聚体，并招募共阻遏复合物，通过将染色质上的乙酰基去除来抑制转录；当生长素浓度处于较高水平时，AUX/IAA会借由SCFTIR1/AFBs生长素受体复合物泛素化并降解，释放ARF，诱导生长素反应。脱落酸（ABA）属于介导植物应激反应的激素，也在植物生命过程中对生长发育等方面有必不可少的调控作用。在ABA信号通路中，当存在ABA时，ABA受体会和PP2Cs结合，并释放SnRK2s，使得其发生自身的磷酸化并磷酸化下游底物，包括ABI5等转录因子、离子通道等，进而触发ABA反应。植物生理学研究表明，生长素和脱落酸信号转导之间存在广泛的相互作用与调控，但是它们的精确机制我们知之甚少。先前我们实验室获得一个生长素和ABA反应异常的短柄草突变体bdwar1，并克隆BdWAR1基因，发现它是一个未知功能基因，本研究我们主要对拟南芥中它的同源基因的AtWAR进行了功能探索： （1）短柄草bdwar1突变体对生长素和ABA有异常反应，克隆其基因后，通过氨基酸序列比对，在拟南芥中发现了四个同源基因，这四个基因作为本课题目的研究对象。 （2）克隆了BdWAR1亲缘关系较近的三个基因AtWAR1、AtWAR2、AtWAR3，构建植物超表达载体并筛选过表达转基因株系，通过表型观察，发现它们在植物发育中起着不同的作用：Ⅰ.35S::AtWAR3过表达株系地上表型为花序茎变粗，植株变高，莲座叶变大，叶片数变多，地下表型为主根变短，根尖根毛变密变长，向地性变差，这些地下表型与生长素和ABA处理野生型表现的表型相似。Ⅱ.35S::AtWAR1过表达株系花序茎上表皮毛变密。Ⅲ.35S::AtWAR2过表达株系未发现明显的表型。 （3）通过双光子激光共聚焦显微镜观察，我们发现35S::AtWAR3过表达转基因株系根尖分生组织皮层细胞排列比野生型要紧密，分生区细胞数目明显变多，并且35S::AtWAR3过表达株系根尖中DR5::GFP荧光范围面积增大，进一步说明其中生长素的信号转导发生了改变。 （4）施加外源IAA后，拟南芥35S::AtWAR3过表达转基因株系的主根抑制率要明显高于野生型，证明了35S::AtWAR3过表达株系对生长素超敏感。 （5）ABA可以诱导基因AtWAR3、AtWAR2、AtWAR1的表达，通过返绿实验和ABA主根抑制率实验发现35S::AtWAR3过表达株系对ABA超敏感。 （6）AtWAR1、AtWAR2、AtWAR3都在根尖分生组织区中柱和根冠细胞中有表达，它们蛋白都定位在细胞核内。 （7）AtWAR2、AtWAR3和AtWAR4蛋白可以分别与TPL互作，同时与TPL的互作依赖于EAR域；AtWAR2、AtWAR3和AtWAR4蛋白分别与ABI5进行互作。 （8）荧光素酶实验证明ABA可以促进AtWAR3与TPL的互作。 通过我们的研究表明，AtWAR家族蛋白作为一类新发现的ABA响应因子，它们作用在细胞核内，可能调控植物的不同发育过程，其中AtWAR3通过与TOPLESS互作从而介导生长素与ABA信号转导。
NETL