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大田作物在整个生长期中常常会受到多种环境胁迫的影响,如干旱、高盐、冷害和高温等。环境胁迫会影响植物光合、呼吸、养分转运和多种物质代谢过程,其中干旱胁迫和盐胁迫是造成农作物减产和限制作物产量的常见因素。植物在长期的进化过程中,形成了多种适应和抵抗机制。揭示植物适应和抵抗非生物胁迫的分子调控网络,挖掘增强作物抗逆性的基因资源,可以为培育优质、高产、抗逆的作物品种提供重要的理论依据和操作工具。C2H2型锌指蛋白转录因子家族在植物的生长发育过程中有重要的生物学功能,广泛参与植物叶的发育、花器官的形成、表皮毛的发育和分布以及逆境胁迫等生命过程。拟南芥C2H2型锌指蛋白 GLABROUS INFLORESCENCE STEMS(GIS)、ZINC FINGER PROTEIN 5(ZFP5)等是调控植物表皮毛发育的关键转录因子。利用顺式元件预测软件分析GIS、ZFP5及其同源基因的上游序列,发现GIS、ZFP5的上游序列含有多个胁迫应答元件,说明GIS和ZFP5可能参与了植物对非生物胁迫的响应。因此,对GIS、ZFP5及其烟草中的同源蛋白NbGIS在盐胁迫和渗透胁迫下的调控作用进行了研究。主要研究结果如下:1)在盐胁迫和渗透胁迫下,gis突变体的萌发率、主根长、脯氨酸含量、叶绿素含量、活性氧清除酶(POD和CAT)的活性显著小于野生型,而35S:GIS株系的这些指标高于野生型。qRT-PCR分析表明,GIS的表达受到盐胁迫、干旱胁迫的诱导,但ABA处理对GIS的表达没有显著影响。在盐胁迫和渗透胁迫下,KIN1和RD29B等逆境相关基因的表达量在gis突变体中要显著低于野生型,而在35S:GIS株系中,KtN1和RD29B等逆境相关基因的表达量高于野生型。这些结果说明过量表达GIS在植物响应非生物胁迫的过程中,增强了植物的抗逆性。2)zfp5突变体在盐胁迫和渗透胁迫下,萌发率、主根长、脯氨酸含量、叶绿素含量、活性氧清除酶(POD、SOD和CAT)的活性显著小于野生型,而35S:ZFP5株系显著大于野生型。qRT-PCR分析表明,ZFP5的表达受到盐胁迫、干旱胁迫和ABA的诱导。在渗透胁迫和盐胁迫下,zfp5突变体逆境相关基因的表达量显著低于野生型,35S:ZFP5株系逆境相关基因的表达量显著高于野生型。这些结果说明ZFP5是调控植物对盐胁迫和渗透胁迫的抗逆性正向调控因子。3)通过检测烟草NbGIS干扰株系和过量表达株系在盐胁迫和渗透胁迫下萌发率的差异,发现烟草同源基因NbGIS在植物响应非生物胁迫的过程中起负调控作用。综上所述,GIS、ZFP5参与了植物对盐胁迫和渗透胁迫的响应过程,能够增强植物的抗逆性,其中ZFP5的表达受到ABA的诱导。但是在烟草中,NbGIS所起的作用不同于拟南芥中的GIS和ZFP5。