拟南芥丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶在盐耐受机制中的功能分析

干旱、高盐和低温等环境因素对于植物的生长和农作物的产量均有重要的影响。对拟南芥丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶在盐胁迫信号中负调控机制的研究，将有助于进一步阐明盐胁迫信号网络。通过筛选拟南芥化学诱导突变体库，已经得到22个盐耐受突变体。TAIL-PCR发现其中一个突变基因ST9编码一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶。本项目通过ST9基因表达分析和细胞及组织定位、互补和过表达实验、ST9生理功能分析及其与胁迫相关基因的关系、蛋白激酶活性测定以及ST9对细胞周期和内膜系统的影响等研究来初步分析ST9的功能，并进一步应用酵母双杂交筛选拟南芥cDNA文库，初步体外研究ST9相互作用的蛋白或者底物。本项目的实施将有助于阐明丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶ST9在胁迫信号传导中的调控机制，为筛选和应用转基因耐盐品种提供理论依据。

环境的变化与农作物的产量密切相关，干旱、高盐和低温等胁迫环境是造成农作物减产的重要因素。本项目对筛选到的一个盐耐受突变体进行了分析，研究发现ST9在高盐和ABA的影响下表达明显升高。主要表达于侧根和花药中，在细胞内定位于细胞膜上。互补表达显示能够互补突变体表型。过表达实验证明过表达植株对盐敏感。分析了相关信号通路的转录因子的表达情况，发现部分基因受到明显影响。与内膜系统的关系研究发现ST9突变可能影响高尔基体到内质网的逆行运输，同时在高盐、干旱、低温和BFA处理下分析了ST9突变对细胞内膜系统结构和胞内运输的影响。构建了酵母双杂的拟南芥cDNA文库，对酵母双杂文库进行了筛选，鉴定和分析，得到了一个候选的ST9相互作用的蛋白，结果提示两个蛋白可能形成一个复合体参与调控拟南芥对非生物胁迫的响应。本项目说明ST9参与了植物盐胁迫信号以及ABA信号途径，本研究有助于揭示多个环境胁迫信号途径之间的相互作用网络，为筛选和应用转基因耐盐耐胁迫品种提供一定的理论依据。