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杉木是我国特有的速生用材树种,单产高,用途广,分布遍及我国南方16省(区)。受夏季太平洋副热带高压的影响,我国南方杉木人工林主产区季节性伏旱和秋旱频繁,严重制约着杉木林生长及南方林业产业的发展。根系是植物与根际环境“交流”的首要门户,在长期进化过程中,根系形成完善的生长机制来应答水分胁迫,但我们对其复杂的调控过程仍有诸多未知。本研究以杉木根系为材料,利用双向电泳-质谱分离的方法鉴定出杉木根系在PEG模拟水分胁迫下的差异响应蛋白,并从中发现植物中广泛参与信号转导的14-3-3蛋白,推测其可能作为重要的调控因子参与杉木根系应答水分胁迫。基于实验室前期克隆出的杉木14-3-3基因家族不同成员的cDNA全长序列,我们对其中两个14-3-3基因进行在大肠杆菌原核表达分析,并构建植物过表达载体,之后对野生型拟南芥材料进行遗传转化,探索杉木根系14-3-3蛋白在根系响应水分胁迫过程中扮演的角色。主要研究结果如下：1、利用双向电泳技术,研究了PEG模拟水分胁迫下,杉木无性系根系蛋白质差异表达情况,选取20个具有统计意义的蛋白点,对这些蛋白进行质谱分析,成功鉴定了11个蛋白点,主要分为6大类,分别为：参与植物体内氧化还原平衡、细胞信号转导、胁迫响应、能量代谢、光合作用相关蛋白及其他功能未知蛋白,其中包含在植物中广泛参与信号转导的14-3-3蛋白。2、通过设计带酶切位点的基因特异引物,分离克隆杉木14-3-3-0,14-3-3-4两个不同家族成员的cDNA全长序列,构建重组原核表达载体pET32a-14-3-3-0, pET32a-14-3-3-4,并转化大肠杆菌Rosetta,经IPTG诱导,14-3-3编码的蛋白可在大肠杆菌中高效表达,利用SDS-PAGE的方法也检测到分子量约为31kD的目的蛋白,与预测的蛋白分子量相符。3、分别克隆出不带终止密码子的14-3-3-0,14-3-3-4基因,将其构建到由花椰菜花叶病毒(CaMV)35S启动子诱导的植物表达载体pTEV7上,通过农杆菌介导浸花法转化拟南芥植株,卡那霉素抗性筛选与PCR检测显示获得转基因拟南芥阳性株,经过筛选、培养、鉴定,我们获得1个转14-3-3-0基因拟南芥纯和系,2个转14-3-3-4基因拟南芥纯和系。4、RT-PCR结果表明,杉木14-3-3基因整合到拟南芥基因组中并成功表达。利用目的基因与GFP融合蛋白共定位技术研究了杉木14-3-3蛋白的亚细胞定位。激光共聚焦显微镜观察显示,在根尖成熟区获得清晰的视野,杉木14-3-3蛋白主要定位于细胞核中。在甘露醇模拟水分胁迫下,和野生型拟南芥相比,转杉木14-3-3-0拟南芥植株弱小,主根伸长及地上部生长显著弱于野生型WT,一定程度上表现为水分胁迫敏感型；而转杉木14-3-3-4拟南芥植株幼苗的主根伸长较野生型有显著增加,地上部发育也好于野生型。因此,杉木14-3-3-4基因可能在响应水分胁迫中表现为耐受型,这种表型差异为进一步研究杉木14-3-3调控植物根系响应水分胁迫的分子机制提供了一定的参考,也为14-3-3在杉木分子育种上的应用奠定一定基础。