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植物根系是感知干旱并发出气孔调控的信号部位,关闭气孔以避免现有水分散失是植物适应干旱的一个重要策略,而这需要根系和叶片气孔之间的高效沟通。干旱胁迫引起土壤中盐分发生积累,土壤盐分中Na+最为丰富。Na+依赖胆汁酸转运体（BASS5）定位在维管组织,参与土壤中的Na+吸收以及向地上部的运输。BASS5还参与合成芥子油苷（GLS）,GLS经保卫细胞中的黑芥子酶（TGGs）降解生成异硫氰酸酯（ITCs）,ITCs进而激活保卫细胞活性氧（ROS）信号通路引发气孔关闭。因此研究在植物体内如何通过AtBASS5基因识别根部干旱引起叶片气孔关闭最终响应干旱胁迫尤为重要。对本实验利用以下材料:野生型拟南芥（Wide Type,WT）、过表达AtBASS5转基因拟南芥（Over Expression,OE）、T-DNA插入AtBASS5突变体拟南芥（atbass5）;利用10%（w/v）PEG模拟干旱胁迫,通过生理指标的检测、基因定位分析、离子含量测定、GLS的测定等试验,得出以下结果:1.通过实时荧光定量PCR分析,干旱胁迫使得AtBASS5表达量增加。10%（w/v）PEG模拟干旱胁迫条件下,WT、OE、atbass5三种基因型拟南芥相对含水量、水分亏缺率以及渗透调节物质进行测定,发现三种基因型拟南芥抗旱能力从高到低依次是OE、WT、atbass5。表明AtBASS5正调控植物的抗旱能力。2.在干旱胁迫条件下,过表达AtBASS5转基因拟南芥脂肪族芥子油苷含量高于野生型、气孔发生关闭;突变AtBASS5后脂肪族芥子油苷含量不发生变化、气孔关闭能力丧失。在外源施加GLS后可以使得atbass5突变体拟南芥的抗旱能力以及气孔关闭能力得以恢复。表明,AtBASS5通过调控脂肪族芥子油苷响应气孔关闭。3.通过实时荧光定量PCR、原位PCR以及Pro AtBASS5::GUS转基因植株组织化学染色分析发现AtBASS5是组成型表达的,根中的表达量高于叶片中的表达量,且在根中集中于维管组织表达。通过非损伤维持技术以及拟南芥不同组织中的离子含量测量,发现OE地上积累较多的Na+,atbass5在地下部积累较多Na+。该基因参与拟南芥体内Na+的吸收与转运。4.使用PEG与不同阳离子（Na+、K+、Li+）的混合溶液对WT、OE、atbass5三种基因型拟南芥模拟干旱胁迫处理。通过气孔的统计与观察,发现胁迫条件下,只有含有Na+的处理溶液可以使WT与OE气孔关闭,而其它离子不能被植株识别并响应干旱胁迫。在渗透势不变的情况下改变溶液中的Na+浓度,发现气孔孔径随着Na+浓度的增加而减小。因此AtBASS5调控气孔的功能是Na+剂量性依赖的。5.通过过表达AtBASS5与tgg2-1、ghr1、aba2-1突变体进行嫁接实验,表明AtBASS5响应干旱胁迫独立与ABA信号通路且依赖于GLS-TGGs系统。综上所述,本研究揭示了一条将土壤水分中Na+浓度转码为植物体内GLS,通过GLS的降解产物ITCs激活ROS最终调控气孔关闭的远程信号通路。首次证明了植物从根系感知干旱到叶片气孔调控的干旱应答通路。为AtBASS5基因的进一步研究提供了理论指导,同时也为提高植物应对干旱胁迫的机理研究提供思路。