泛素特异蛋白酶(Ubiquitin-Specific Protease,UBP)是存在于真核生物中的高度保守一个基因家族,通过去泛素化作用调节细胞蛋白的各种生理活动。利用生物信息学的方法目前在拟南芥中发现了27个UBP基因,这些基因能进一步被分为14个亚家族。虽然已有个别研究报导UBP在拟南芥中介导许多生理活性,但目前为止,还没有对这个家族的表达模式及其在拟南芥发育过程中的作用有一个系统性的分析;而且也没有研究报导这个基因家族的各成员间在功能上所存在的关系。本课题利用遗传学方法和表达图谱分析,在基因组水平对拟南芥UBP家族作了较系统的研究。对所获得的分别覆盖了14个亚家族的25个基因的38个T-DNA突变体进行了表型筛选,发现有两个家族所属的3个基因的突变体有可见的表型,其中的2个归属于UBP15亚家族,将之作为深入研究的对象。UBP15亚家族有5个成员,其中的UBP15,基因突变出现由于叶片横切面细胞数减少而引起的狭长、多锯齿、扁平状的莲座叶,以及早花、顶端优势缺失等变异;而UBP15过表达株系则表现出完全相反的性状。体外实验证明UBP15具有去泛素化酶活性,而这一活性对于它体内功能的维持至关重要。在亚家族成员间所进行的遗传学分析表明虽然UBP16与UBP17在序列上有更高的同源性,但却是UBP15与UBP16存在着功能的冗余。有趣的是,突变另一个亚家族基因UBP19引起胚胎致死,而与之最相近的UBP18的突变却没有任何可见的表型。由此我们推断不同的UBP,既使存在非常高的同源性,它们仍参与不同的发育信号转导途径,而同时功能上的冗余却并非对应着序列上高度同源。