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本研究以拟南芥野生型Col-0、突变体rgs1-2和gpa1-3、悬浮培养细胞系为材料,通过突变体分析、转基因植株构建、转基因细胞系构建和原生质体瞬时表达等技术,用分子生物学、分子遗传学、生物化学等方法研究了AtRGS1蛋白在拟南芥信号转导网络途径中的作用。取得了以下主要研究结果:1、分析突变体rgs1-2的生理特性表明:(1)突变体rgs1-2种子萌发不需要春化作用,与野生型相比,后熟作用对rgs1-2种子萌发促进作用不明显;rgs1-2种子萌发对葡萄糖和蔗糖的抑制作用不敏感,gpa1-3对葡萄糖和蔗糖的抑制作用表现为超敏感。且这种抑制作用与糖的渗透胁迫无关,而是由糖介导的信号转导途径引起的,且不依赖于已糖激酶途径;rgs1-2种子萌发对ABA低敏,gpa1-3对ABA超敏。不同基因型种子萌发对ABA响应差异主要是由于内源ABA水平的差异;rgs1-2种子内源ABA水平较低,ABA生物合成酶ABA2和NCED3的基因表达水平低,葡萄糖处理对rgs1-2两基因表达水平影响不显著。推断葡萄糖对种子萌发的抑制效应是通过提高内源ABA含量,且RGS1在此途径中作为一个重要的信号分子起调节作用。(2)葡萄糖与蔗糖抑制了Col黄化苗下胚轴生长,且葡萄糖抑制作用更明显,但不抑制rgs1-2黄化苗下胚轴生长;10%蔗糖作用下幼苗依然保持生长,6%甘露醇对幼苗主根生长作用比种子萌发更明显,表明糖对幼苗生长过程与种子萌发过程有着不同的调节机制。(3)植株水平,rgs1-2叶片气孔比Col大,气孔密度比Col小,离体叶片失水速率比Col快,植株表现比Col不耐旱。2、本实验用TOPO克隆的方法构建了35S-RGS1过表达体系,并分析了转基因植株生理特性:(1)RT-PCR结果表明,转基因植株内RGS1在不同组织器官表达都有所增加。过表达植株比野生型表现出一定的生长抑制和花期延长。(2)转基因种子萌发表现出对ABA超敏感性,在1μmol L-1 ABA上萌发的转基因幼苗绿苗率较低,在2μmol L-1 ABA上生长的转基因植株幼苗主根生长受明显抑制,RGS1过表达也增加了植株对ABA的敏感性。(3)转基因植株表现出高的抗旱能力,且能提高干旱复水后植株成活率和开花率。转基因植株叶片气孔比Col小,密度比Col大,离体叶片失水速率比Col低。(4)对ABA和干旱响应和/或调节的基因分析结果表明,RGS1过表达不同程度提高或降低了相关基因的表达水平。3、建立了拟南芥悬浮培养细胞体系并构建了转基因细胞系,结合RGS1-GFP融合蛋白表达技术证明了RGS1蛋白定位于细胞膜,但ABA和其它处理可以改变RGS1的亚细胞定位,western blotting分析结果表明不同胁迫处理可以不同程度诱导AtRGS1蛋白表达。