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苹果是世界范围内最受欢迎的水果之一。西北黄土高原产区是我国苹果的最佳产区。然而,因其地处内陆干旱区,降水量少且季节分配不均匀,导致干旱等不良生长环境限制了该地区苹果产业的健康发展。质膜内在蛋白PIPs(Plasma membrane intrinsic proteins)是水通道蛋白(Aquaporins,AQPs)的一个亚家族,定位于细胞质膜,能够选择性地跨膜高效转运水分子及其它中性小分子物质,参与植物体对水分的吸收与运输。本论文从‘金冠’(Malus×domestica Borkh.cv.Golden Delicious)中克隆了MdPIP2;2基因,研究了其在苹果不同组织中的表达特异性,及对干旱、高温、低温及外源ABA的响应。利用大肠杆菌SUMO化系统确定了MdPIP2;2是MdSUMO2A的靶蛋白。利用MdPIP2;2基因过表达株系进一步鉴定了MdPIP2;2基因在干旱、高温胁迫下的生物学功能。主要结果如下:1.苹果MdPIP2;2基因克隆与表达分析。从‘金冠’中克隆了苹果MdPIP2;2,该基因CDS编码区域全长846 bp,共编码281个氨基酸。对MdPIP2;2基因的组织特异性分析表明,MdPIP2;2基因在苹果根、茎、叶、花、果实中均有表达,并且在花中的表达量最高。在干旱、高温胁迫及ABA处理后,MdPIP2;2基因的表达量逐渐降低,说明MdPIP2;2基因响应干旱、高温及外源ABA。2.苹果MdPIP2;2可发生SUMO化修饰,且发生SUMO化修饰的位点是MdPIP2;2蛋白的第272位赖氨酸。体外SUMO化试验结果表明苹果MdSUMO基因家族中的三个成员(MdSUMO2A,MdSUMO2B,MdSUMO2C)中,仅有MdSUMO2A可以对MdPIP2;2进行SUMO化修饰。3.与非转基因GL-3相比,MdPIP2;2基因过表达植株对干旱胁迫更敏感。短期干旱处理后,MdPIP2;2过表达植株的萎蔫程度更严重,叶片相对含水量、净光合速率及存活率更低。4.苹果MdPIP2;2通过调控气孔开闭负调控苹果的耐旱性。外源施加ABA后,MdPIP2;2过表达株系对ABA不敏感,其气孔关闭程度远低于GL-3。