拟南芥siz1增强子在脱落酸信号途径中的功能分析

The phytohormone abscisic acid (ABA) play an essential regulatory role in plant development and adaptation to environmental stress. It is reported that AtSIZ1, a SUMO E3 ligase, is involved in ABA signaling pathway. To identify additional genes implicated in the regulation of ABA signaling by AtSIZ1, a genetics screen for enhancer mutations of siz1-2 through EMS mutagenesis was carried out. Based on some enhancer mutants found, we will identify and clone the mutant genes, find the interactive proteins and investigate its role in ABA signaling pathway by using molecular biological approaches. The results of project will provide important theoretical and technical basis for the improvement of plant development and enhanced resistance to environmental stress by molecular breeding technology.

植物激素脱落酸 (abscisic acid，ABA) 不但调节植物生长发育，且对其响应逆境胁迫也发挥了重要作用。研究发现拟南芥SIZ1 (一个SUMO E3连接酶) 参与调控ABA信号途径。本项目拟以拟南芥siz1-2为实验材料，运用甲磺酸乙酯 (ethyl methanesulfonate, EMS) 诱变建立遗传筛选系统，筛选siz1的增强子突变体，来发掘ABA信号途径中的相关因子。以此为切入点，拟运用各种分子生物学技术，对siz1增强子基因进行鉴定和克隆，基因特性分析及蛋白功能研究，以探明该因子在ABA信号途径中的功能和相关分子机制。项目成果将可为运用分子改良技术来增强植物对逆境胁迫的抗性，提供重要的理论和技术依据。

剖析ABA信号途径的过程，对理解植物生长发育的调控机制及提高作物产量和品质具有重要的意义。本项目以发掘ABA信号途径中的重要因子，并深化对ABA信号途径分子机制的认识为目的来开展工作。主要工作是以拟南芥siz1为实验材料，运用甲磺酸乙酯 (ethyl methanesulfonate, EMS) 诱变建立遗传筛选系统，筛选siz1的增强子突变体，来发掘ABA信号途径中的相关因子。通过此遗传筛选策略已成功地获得一批拟南芥siz1的增强子（enhance of siz1, ens）突变体。目前已完成了对这些siz1ens突变体的表型分析研究，相关克隆互补实验仍持续进行中。此外，为增进ABA信号途径相关新因子的挖掘，我们同时进行了T-DNA突变体库的正向遗传筛选工作，发现对一个对葡萄糖敏感的突变GSM1（glucose-hypersensitive mutant 1），经由对GSM1进行的基因特性分析，证实了在拟南芥早期幼苗生长中，GSM1参与了高葡萄糖下ABI4调控的ABA信号途径。目前，我们已经投稿3篇标注本项目资助的相关论文，其中一篇已发表。本项目的研究结果丰富了植物ABA信号途径，也增强了对植物抗逆分子机理的认识。