枯萎病是由镰刀菌（Fusarium oxysporum）寄生引起的世界性土传病害,能够严重危害多种经济作物的产量。作为典型的土传真菌,镰刀菌会分泌细胞壁裂解酶等侵染寄主植物根部,同时生成穿透菌丝,延伸到植物的维管束系统。菌丝在吸取植物体水分及营养物质的同时也会将自身代谢产生的多种酚酸类代谢物释放到寄生环境中。现有的研究表明镰刀菌的酚酸类代谢物中镰刀菌酸（Fusaric acid,FA）是枯萎病主要的致病因子。它能够破坏细胞膜系统,使细胞正常代谢紊乱、活力下降、防卫机能丧失。FA的毒性一方面会抑制环境中其他微生物的生长使镰刀菌能够在竞争中处于优势,另一方面也会破坏植物防御反应,严重时会造成寄主植物腐烂、萎蔫甚至死亡。因此,枯萎病的防治研究主要在于研究植物如何抵御高浓度FA环境。研究人员在革兰氏阴性细菌中发现了一类蛋白:FUSC（Fusaric acid resistance protein）,它的存在能使细菌抵抗高浓度FA环境。但是FUSC是如何帮助细胞抵抗FA的问题依然没有得到解答。因此,我们提出了一个疑问:植物中是否存在类似于FUSC的蛋白以使植物防御FA的毒害呢?我们用已知FUSC功能域的氨基酸序列在NCBI数据库中进行比对,发现拟南芥 P-HYDROXYBENZOIC ACID EFFLUX PUMP SUBUNIT-RELATED蛋白家族中AtPHA1与K:oxytoca的FA抗性蛋白AaeB功能结构域序列高度相似。于是,我们将拟南芥中该蛋白家族的两个成员AtPHA1和AtPHA2作为研究对象,筛选到了 T-DNA插入突变体pha1、pha2并构建了pha1×pha2的双突dm（double mutant）,利用组织染色、荧光蛋白定位和分子生物学等方法对AtPHA1和AtPHA2的功能进行研究。得到的主要结果有:1、PHA1和PHA2都是细胞质膜定位的蛋白;我们利用瞬时转化拟南芥悬浮细胞的方法发现融合蛋白PHA1-GFP、PHA2-GFP和质膜定位蛋白SCAMP-RFP共定位,所以PHA1和PHA2都是细胞质膜定位的蛋白。2、FA处理会抑制拟南芥中基因PHA1和PHA2的表达,而且这种抑制具有时间和浓度的依赖性;我们利用qRT-PCR的方法研究不同浓度FA和不同时间处理下基因PHA1和PHA2的表达量。结果发现:基因PHA1和PHA2的表达量随FA处理时间的延长而下降,随FA浓度的升高而下降。3、FA处理会抑制拟南芥幼苗的生长而且会诱导拟南芥体内ROS的产生,但是PHA1和PHA2不会抑制这种毒性;FA在细胞水平上会诱导ROS的大量产生,ROS的堆积会破坏细胞正常的代谢。我们研究了在FA处理下,突变体和野生型拟南芥根部生长和ROS积累量的变化。结果显示:FA处理下,拟南芥根部生长会受到抑制而且DAB染色加深,但是突变体和野生型拟南芥中这些表型没有显著差异。4、PHA1主要表达在拟南芥叶片的保卫细胞中,PHA2在拟南芥根、叶片、花和果荚等组织中有广泛表达;突变体和野生型拟南芥在FA处理下,根部生长抑制程度并没有差异,我们推测这可能是因为PHA1和PHA2不在根部发挥功能。所以,我们对PHA1和PHA2的组织定位进行了研究。在研究组织定位时,我们采用了组织化学染色和qRT-PCR两种方法。结果显示:PHA1除了在下胚轴有微弱表达之外,主要在拟南芥叶片中表达。对GUS染色处理后的叶片进行放大观察之后,我们发现:PHA1主要在保卫细胞中表达。PHA2能够在拟南芥根、叶片、花和果荚等组织中广泛表达。在花中,PHA2主要表达在萼片、花丝和柱头的顶端;在果荚中,PHA2主要表达在基部和顶端。5、FA处理不会主动诱导气孔开度的变化,但是在气孔开闭时,FA会延缓气孔开度变化的过程;因为PHA1主要表达在保卫细胞中,所以我们对FA处理下气孔运动进行了研究。结果显示:单独的FA处理并不会使气孔开度发生变化;FA和ABA共同处理比ABA单独处理的气孔关闭过程要慢;FA处理下,气孔开放过程也会放缓。6、PHA1突变会放缓气孔关闭过程,而且PHA1突变会减弱FA对气孔关闭过程的阻碍能力,或者说FA阻碍气孔关闭的过程可能是通过PHA1实现的。对比突变体pha1和野生型,突变体pha2和dm的气孔关闭过程可以发现:PHA1突变之后,ABA处理下气孔关闭过程会放缓,而且FA对气孔关闭过程的抑制率也下降。所以,FA阻碍气孔关闭的过程可能是通过PHA1实现的。结合以上结果,我们推测定位于保卫细胞质膜上的PHA1可能起维持离子外流的作用,PHA1的功能会使细胞能够抵抗FA抑制离子流动的毒害。PHA1功能的有关研究能够为研究植物抗枯萎病研究提供一定的理论基础。