RTOSl (response to oxidative stress1; At5g27830)编码含有一个叶酸受体功能域的功能未知蛋白。叶酸是维持动物免疫系统正常功能的必需物质,其可以通过生物合成、代谢等多个环节,尤其是叶酸介导的氧化还原作用,调节植物的生长发育过程。RAP2.6L (At5g13330)属于拟南芥AP2/ERF转录因子家族,其在植物生长和发育过程中起着非常重要的作用。本研究着重剖析RTOSl与RAP2.6L调控拟南芥抗病防卫反应、非生物胁迫反应及如何调节拟南芥开花的作用。1.RTOS1过量表达增强拟南芥对Pst DC3000抗病性叶酸是维持动物免疫系统正常功能的必需物质。叶酸可以通过生物合成、代谢等多个环节,尤其是叶酸介导的氧化还原作用,调节植物的生长发育过程。RTOS1编码含有一个叶酸受体功能域的功能未知蛋白,其在植物抗病防卫反应和生长发育中的功能还没有研究。在拟南芥野生型植株中,百草枯(Paraquat)和Pst DC3000处理可以诱导RTOS1基因的上调表达,说明RTOS1可能参与了氧胁迫和拟南芥抗病防卫反应过程。RTOS1的T-DNA插入突变体rtosl接种Pst DC3000后,与野生型相比,3d后叶片中病原菌数量显著增加,病害症状显著加重,水杨酸调控的PR-1基因表达减弱,同时生长相关的AtEXP-1表达增强。RTOS1过量表达植株接种Pst DC3000后,与野生型相比,3d后叶片中细菌数量显著减少,病害症状显著减弱,水杨酸调控的PR-1基因表达上调,生长相关的AtEXP-1表达下调。RTOS1还通过调控植株体内H2O2累积,细胞死亡,防卫相关基因的表达和脂膜的过氧化来调控植物防卫反应。我们的研究表明,RTOS1通过ROS勺产生和防卫基因的表达调控拟南芥对PstDC3000勺抗病性。2.RTOS1过量表达增强拟南芥对渗透压和氧胁迫的抗性非生物胁迫调节植物正常的生长和发育过程。非生物胁迫环境下,植物体内产生、积累的ROS对植物造成氧化胁迫。RTOS1编码含有一个叶酸受体功能域的功能未知蛋白,叶酸介导的氧化还原作用参与生物体内许多重要反应。RTOS1在非生物胁迫反应中的功能还没有研究。本论文中,ABA、渗透压和氧胁迫都能诱导RTOS1基因上调表达。洋葱表皮细胞定位分析表明RTOS1定位于细胞核和细胞外。RTOS1过量表达植株增强了对渗透压和氧胁迫的抗性,过量表达植株在氧胁迫和渗透压胁迫处理下,ABA含量升高,体内ROS的含量降低,ROS清除酶活性和ROS清除相关基因表达均增强。非生物胁迫反应诱导胁迫反应相关基因上调表达。ROS或ABA合成抑制剂处理都能显著抑制胁迫诱导的ROS的产生。上述研究表明RTOS1通过调控体内ROS的产生和ABA的含量来介导对渗透压和氧胁迫的抗性。3.RTOS1过量表达促进拟南芥植株开花开花是植物从营养生长向生殖生长转变的一个重要事件。拟南芥在其生长开花过程中,多达2000个基因的表达水平发生了改变,有超过80个基因直接参与其中。叶酸介导的氧化还原作用调节植物的生长发育过程。过量表达RTOS1植株在长日照和短日照下比野生型拟南芥都提前开花。RT-PCR检测结果表明,在过量表达植株中CO、FT、SOC1和CCA1基因上调表达,LFY基因下调表达。酵母双杂交,双分子荧光互补和拟南芥开花文库的筛选结果表明RTOS1能够与FT互作。进一步的遗传杂交的结果表明,FT基因的突变能显著延迟RTOS1过量表达引起的拟南芥早花。基于上述的分子生物学和遗传杂交的证据,我们推测RTOS1通过上调FT基因的表达促进植物早花。4.RAP2.6L突变增强拟南芥对Pst DC3000的抗性ERF类转录因子在植物受病原物侵染后,通过调控寄主植物防卫相关基因的表达参与植物体内防卫反应过程。我们分析了RAP2.6L在拟南芥对Pst DC3000基本防卫反应中的作用。RAP2.6L定位于细胞核,RAP2.6L在基本防卫信号通路突变体abil-1、 jar1-1、ein2-1与npr1-1上受病原菌诱导表达的模式分析表明SA和JA信号通路正调控RAP2.6L基因的表达,而EIN2信号通路负调控其表达。T-DNA插入突变体rap2.6l接种Pst DC3000后与野生型相比,3天后叶片中病原菌数量显著减少,病害症状显著减轻,SA调控的PR-1和PR-2基因上调表达。突变体的抗病表型及防卫相关基因的表达证据表明,RAP2.6L负调控植物对Pst,DC3000的基本防卫反应。RAP2.6L具有转录激活功能,在植物防卫反应中调控许多下游因子,参与植物对病原细菌的抗性。5.RAP2.6L过量表达延迟涝害胁迫引起的拟南芥早衰涝害通常是灌溉水的过度使用或管理不善的结果,它在所有造成植物损伤的因素里面是一个极为重要的因子。过量表达RAP2.6L能增强拟南芥对干旱胁迫和盐胁迫的抗性。然而,过量表达RAP2.6L是否能增强植物对涝害胁迫的抗性目前尚不清楚。涝害胁迫和外源ABA处理都能诱导RAP2.6L上调表达,但这种上调表达能被ABA合成抑制剂钨酸钠(TUN)所抑制。过量表达RAP2.6L能抑制植株体内涝害胁迫诱导的水分损失和离子渗漏。涝害胁迫下,过量表达植株不同时间内ABA的含量、ROS的产生和抗氧化酶活性分析结果表明,ABA的累积能引起体内H2O2的产生和抗氧化酶活性的显著提高。累积的ABA加速过量表达植株的气孔关闭,并表现出早衰延迟的表型。此外,ROS清除酶基因APX1和(?)(?)SD1,ABA合成基因ABA1,ABA信号基因ABHl和涝害胁迫应答基因ADHl的表达水平在过量表达植物中显著提高,ABIl的表达量显著减弱。此外,ABI突变降低过量表达植株对ABA的敏感性(ABA抑制发芽率和生长反应)。我们的结果表明,RAP2.6L通过ABA信号通路延迟涝害胁迫引进的植物早衰。