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土壤盐渍化严重影响植物的生长及发育,成为限制当今作物产量的主要环境因素之一。土壤中的高盐能打破植物体内的离子平衡,对植物造成渗透胁迫、离子毒害及氧化损伤。全球大约20%的耕地及将近一半的灌溉土地受到盐胁迫的危害。因此,如何高效的利用盐渍化土壤、培育耐盐新作物,成为全球广泛关注的问题。为了在盐渍化土壤中生存,植物进化出多种生理生化机制保护自身,减轻盐胁迫对其造成的伤害。例如:重建体内离子平衡、合成渗透保护物质、激活抗氧化酶活性及调控盐胁迫下基因的表达等。同时,近几年研究表明,内质网在应对盐胁迫信号转导及整合方面也发挥重要作用。盐胁迫严重影响内质网中蛋白质的加工折叠过程,导致内质网中未折叠蛋白积累,引发植物内质网胁迫。然而,盐胁迫与内质网胁迫之间的调控关系仍然不清楚。通过正向遗传学,我们分离鉴定了拟南芥中调控盐胁迫抗性的重要功能基因SES1(SENSITIVE to SALT 1),并阐明了其通过缓解盐害造成的内质网胁迫,从而增强植物的盐胁迫抗性。主要实验结果如下:(1)从EMS诱变的拟南芥突变体库中筛选并鉴定了一株盐敏感突变体ses1-1。通过图位克隆确定突变基因为SES1。SES1能完全互补ses1-1及T-DNA插入突变体ses1-2的盐敏感表型。(2)SES1是植物特有的一类含有Saposin B结构域的蛋白质。ses1-1突变的谷氨酸位于该保守结构域内,且该氨基酸在植物界高度保守。拟南芥中共有6个蛋白含有该结构域。进化关系显示其余5个蛋白与SES1亲缘关系较远。在其它植物中,SES1同源蛋白的功能未知。(3)过量表达SES1并没有增强转基因拟南芥的盐胁迫抗性。(4)ses1-1和ses1-2不仅对NaCl超敏感,而且对NaNO3、KCl、KNO3、LiCl及甘露醇的抗性均明显下降,表明SES1不仅调控盐胁迫抗性,也是渗透胁迫抗性所必需的功能基因。(5)SES1在拟南芥根、茎、叶、花、果荚、种子均有表达,且受盐胁迫诱导上调。SES1定位于内质网中,且其亚细胞分布不受盐胁迫影响。(6)对照及盐处理条件下ses1体内Na+含量及盐胁迫响应基因的表达水平与野生型相比无明显差异。RNA-seq结果显示盐胁迫处理后ses1体内参与内质网胁迫相关基因的表达量发生明显改变,表明盐胁迫处理后ses1受到更严重的内质网胁迫。蛋白质组分析检测到14种参与内质网中蛋白折叠加工的组分在NaCl处理后的ses1-2中明显增多,表明盐胁迫条件下,更多未正确加工折叠的蛋白在ses1-2体内积累。透射电子显微镜观察发现盐处理后ses1内质网明显肿胀,形成许多内质网池并出现撕裂现象。(7)SES1具有分子伴侣的活性,能参与蛋白质的折叠过程,且分泌路径Marker蛋白secGFP在ses1体内的荧光信号明显强于WT,且荧光信号主要产生于内质网,表明SES1缺失影响蛋白折叠加工,导致分泌蛋白滞留在内质网内,造成内质网胁迫。(8)SES1受内质网胁迫试剂衣霉素诱导表达,且ses1对衣霉素敏感。SES1启动子中含有内质网胁迫响应元件ERSEL,EMSA、ChIP等实验均证明内质网胁迫感知因子bZIP17能通过靶向ERSEL元件激活SES1表达。在bzip17体内过量表达SES1能恢复bzip17的盐敏感表型。