本论文主要包括拟南芥表皮蜡质合成调控机制及内质网相关蛋白降解途径(ERAD)的功能研究两部分内容。植物表皮蜡质是覆盖在陆生植物表皮细胞外的复杂亲脂性混合物，包括烷烃、一级醇、超长链脂肪酸、次级醇、脂肪醛、酮类和酯类物质等。作为与环境的第一接触面，植物表皮蜡质的组分、含量和晶体结构对多种环境因子有敏感响应，并且在调控植物生长发育和各种生物和非生物胁迫反应中发挥重要作用。目前对植物蜡质合成基因的鉴定及其转录水平调控上已经取得了比较多的进展。但转录后和蛋白翻译后水平的调控在蜡质合成中的作用还不太清楚。真核细胞内的蛋白质稳态变化是细胞对各种内在和外在刺激作出反应的关键部分，是细胞为适应环境变化及完成正常生理功能所必需的过程。细胞内的蛋白质稳态是通过高度互联的信号网络来维持的，包括很多复杂的定位于不同细胞器的控制通路，如细胞质蛋白反应(CPR)，未折叠蛋白反应(UPR)，内质网相关的蛋白降解途径（ERAD）等。在植物中，虽然已经发现有保守存在的ERAD途径及其同源基因，但是对于不同ERAD途径之间的遗传关系，ERAD途径的生物学功能，以及ERAD途径与其他蛋白质质量控制系统的关系，还缺乏实验证据。所以，本项目希望探讨microRNA和ERAD在蜡质合成调控中的作用以及ERAD的其他生物学功能。综合我们的实验结果，我们可以得出如下结论:　　1)miR156-SPL9模块(miR156-SPL9 module)对拟南芥表皮蜡质合成具有调控作用。miR156和SPL9相关突变体的电镜分析结果和GC-MS测定结果均显示miR156-SPL9影响了拟南芥表皮蜡质的积累，并且不同的SPL家族蛋白在这一功能上可能存在分化。　　2)miR156-SPL9模块通过影响CER1和CER4基因的表达参与蜡质合成调控过程。SPL9可以直接结合CER1基因的启动子并上调其表达，而SPL9对CER4基因的诱导表达可能是一个间接的过程，需要其他转录因子蛋白的参与。遗传学实验进一步证明CER1和CER4基因在蜡质合成过程中处于miR156-SPL9的下游。　　3)SPL9蛋白可以和一个已知的蜡质合成负调控因子DEWAX发生相互作用。DEWAX蛋白可以通过与SPL9蛋白竞争互作，从而削弱其形成二聚体进而结合DNA的能力。瞬时基因表达和遗传学实验结果证明，DEWAX可能处于SPL9蛋白的下游发挥精细调控作用。　　4) SPL9和DEWAX蛋白之间的拮抗作用，以及它们自身的基因表达受到光和光周期的调节，使植物能够更加快速精确的响应周围环境的变化。反过来，植物表皮蜡质的变化可能影响植物对光的吸收，进而影响植物光合作用能力。　　5)CER9和HRD1A/1B对蜡质合成的调控表现出组织特异性的复杂遗传关系，即在茎上它们协同参与蜡质合成调节，而在叶片上，二者对超长链脂肪酸的合成存在拮抗作用。　　6)基因表达分析和小分子抑制剂外源处理实验证明，CER9和HRD1A/1B对茎蜡质合成的影响并不在转录水平，而更可能是以一种依赖于ERAD而不依赖于UPR的方式在蛋白水平起作用。　　7)CER9和HRD1A/1B协同参与植物对高温胁迫的耐受性，但是这一生理功能和蜡质合成是否有关系还需要进一步研究。　　总之，我们通过对可能参与蜡质合成调控的新元件miR156及下游基因功能的深入解析，以及对CER9和HRD1A/1B及其参与的ERAD途径对蜡质合成的影响研究，将有可能建立蜡质合成的转录后或蛋白翻译后调控机制的新方向，完善植物表皮蜡质合成调控网络，丰富植物蜡质合成调控的有关基础理论。并将为植物蜡质合成及ERAD响应环境变化的生理生化活动提供新的理论基础，为全球气候变化背景下农业可持续发展提供可能的理论依据和参考。