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水分胁迫(包括由干旱、盐害等造成的)是影响作物生长发育的主要非生物胁迫因子之一。植物可以通过一系列复杂的信号转导过程诱导相关基因的表达以响应水分胁迫。近些年,越来越多的证据表明油菜素甾醇(Brassinosteroid,BR)能通过提高植物抗氧化防护水平来增强植物对水分胁迫的耐受性。目前,已有多个BR信号通路元件被鉴定出来,比如BRI1、BSK、BIN2、BES1等。然而,对于这些元件是否响应水分胁迫尚不清楚。BSK是BR信号通路的重要成员,在拟南芥中BSK家族有12个成员。研究显示,bsk3-1能降低植物对BR的敏感性,过表达BSK1、BSK3、BSK5能恢复bri1-5突变体的表型,表明BSKs在BRI1的下游发挥作用;过表达突变体还能抑制BR缺失突变体det2-1植株矮小的表型,这与BZR1的靶基因DWF4的选择性表达有关,这说明BSKs能激活下游的BR信号。另外,还发现BSK1在植物免疫应答方面也发挥作用,突变体bsk1-1可以抑制edr2突变体对白粉病的耐受性以及乙烯诱导的衰老表型,并且,BSK1可以与FLS2互作,BSK1基因缺失能缓解flg22诱导产生的氧化损伤,说明BSK1作为正调控因子参与拟南芥的免疫应答过程。这暗示着BSKs在调控植物生长发育及胁迫响应等多个方面有重要作用。在此,本文对拟南芥BSKs在响应水分胁迫中的作用做了相应的分析。我们得到了拟南芥BSKs家族的T-DNA插入功能缺失突变体,分析结果显示,与野生型相比,bsk1和bsk3功能缺失突变体对水分胁迫表现出较强的耐受性,bsk5功能缺失突变体对水分胁迫较敏感。随后用农杆菌介导的花序侵染法成功构建了 BSK1和BSK3过表达拟南芥材料。利用这些突变体材料,我们初步分析了拟南芥BSK1、BSK3和BSK5在响应水分胁迫中的作用,主要研究结果如下:对功能缺失突变体bsk1、bsk3和bsk5进行自然干旱及NaCl处理后,与野生型相比,bsk1和bsk3生长状况较好,增强了对干旱和盐胁迫的耐性;而bsk5萎蔫程度较严重,对干旱及盐胁迫较敏感。结合bsk1、bsk3和bsk5突变体在自然干旱和盐胁迫下的初步表型,我们对突变体在水分胁迫下的种子萌发和幼苗根的生长进行了分析。试验结果表明:bsk1和bsk3缺失突变体的种子萌发率和幼苗生长情况优于野生型,而bsk5的种子萌发和幼苗根的生长则明显受到抑制,说明bsk1和bsk3对水分胁迫具有一定的耐性,而bsk5则比较敏感。为进一步分析BSK1、BSK3和BSK5响应水分胁迫的机理,对相关的耐逆性生理指标进行分析。用200 mMNaCl和15%PEG处理4周龄的拟南芥突变体和野生型植株,结果表明:bsk1和bsk3缺失突变体中相对含水量、游离脯氨酸含量及抗氧化防护酶APX、CAT、SOD活性均高于野生型,增强了拟南芥对水分胁迫的耐受性;而bsk1和bsk3的相对电解质泄露率和MDA含量明显低于野生型,进一步表明BSK1和BSK3基因缺失缓解了水分胁迫对拟南芥造成的氧化损伤。BSK1和BSK3过表达突变体的表现则与野生型无明显差异或略比野生型敏感;而bsk5功能缺失突变体则呈现与bsk1和bsk3相反的趋势,表现出对水分胁迫较敏感。以上结果表明,BSK1及其家族成员BSK3和BSK5在拟南芥对水分胁迫的响应中发挥重要作用。