气孔是分布在植物表面特异化的表皮细胞,它们在平衡植物与环境间气体交换,水汽蒸腾以及调节光合作用的过程中发挥着至关重要的作用。气孔发育受到内部受体蛋白TMM-ERf相关信号通路和外部因素的严格控制,其中植物激素是最为高效的调节因素之一,而植物激素的代谢平衡与β-葡糖苷酶密切相关。天冬酰胺糖基化（N-glycosylation）是真核细胞中最重要的蛋白翻译后修饰之一,通过调控蛋白的折叠、转运和分泌等过程影响蛋白的多种生物学功能。有实验结果显示,N-glycosylation的紊乱会引起植物对干旱、高盐等胁迫抵抗能力的明显下降以及失水速率的显著增加。为了研究这一蛋白翻译修饰过程是否通过参与调控气孔发育,本课题以催化N-glycosylation发生的寡糖基转移酶（oligosaccharyltranferase,OST）的催化亚基STT3A为切入点,分析其突变体在不同生长时期的叶片气孔表型、气孔密度的变化以及可能的调控分子机制。研究发现:1.stt3a-2的失水速率显著增加,气孔密度随着植物的生长虽然呈现出下降趋势,但其气孔密度均明显高于同期野生型,并且伴有部分异常气孔簇的出现。在遗传回复实验中,自身或35S启动子驱动的野生型STT3A基因的导入可以回复突变体stt3a-2叶片的气孔密度至,与野生型相当水平,同时盐敏感现象及失水速率的增加均得到有效缓解;调控气孔发育的正调控因子SPCH、MUTE及FAMA的表达水平在突变体stt3a-2中均明显上调;CRISPR/Cas9方法获得的STT3A突变体重现了stt3a-2气孔发育异常增加表型。此外研究还发现,与野生型相比,stt3a-2的根毛密度较低,侧根发生滞后且长度较短,N-糖基化缺陷也引起植物光合能力下降。2.激素ABA和IAA的水平在突变体stt3a-2中含量较低,外施ABA或IAA可以降低植株中SPCH、MUTE及FAMA的表达水平并伴有气孔密度的显著下降。同时,也有效缓解了突变体stt3a-2盐敏感表型并表现出一定程度的剂量依赖效应。3.β-葡萄糖苷酶可水解结合型激素快速产生活性的植物激素（ABA或IAA）,在调控植物生长发育尤其抗逆过程中发挥关键作用。经分析发现,β-葡萄糖苷酶是受N-糖基化修饰的糖蛋白;其活性及蛋白稳定性在突变体stt3a-2中明显下降;在突变体stt3a-2中过表达β-葡萄糖苷酶,可部分回复其盐耐受能力。4.另外,气孔发育的关键受体分子开关TMM是一种含有三个典型N糖基化修饰位点的糖蛋白。实验显示,T-DNA插入的tmm突变体表现出明显的气孔簇。对照自身启动子驱动的野生型TMM基因转入tmm突变体可有效回复气孔表型,而敲除三个N糖基化位点的TMM不能有效回复突变体的异常气孔表型;蛋白稳定性的分析结果显示,与在WT背景中的TMM相比,敲除三个N糖的TMM以及其野生型在stt3a-2突变体背景下蛋白降解速率均明显加快;此外,N-糖基的缺失改变了TMM的蛋白定位。通过双分子荧光互补技术（BIFC）的分析可知,在突变体stt3a-2中TMM-ERf的互作能力明显减弱,说明N-糖基化对TMM与ERf之间的互作产生重要影响,相关实验仍需继续进行。综上可知,N-糖基化的缺失同时引起β-葡糖苷酶的功能和气孔关键受体分子开关TMM-ERf互作的异常,两种因素的叠加进一步引起对SPCH、MUTE及FAMA的调控能力减弱致使气孔发育异常和失水速率增加,这可能是植株对干旱或盐胁迫的耐受能力下降的主要因素。