热激胁迫是一个非常重要的非生物胁迫因子,升高的温度会导致植株萎蔫,影响植物胚胎发育,制约植物的正常生长。植物响应热激胁迫,产生不同的耐受机制是通过复杂的基因网络完成的,CSK就是植物细胞响应外界刺激的一个重要的调节因子。在不同ABPs的调节作用下,CSK网络结构通过发生迅速而剧烈的改变来响应热激胁迫。作为ABPs中的一员,capping蛋白由α、β两个亚基组成,通过与微丝barbed端结合来抑制单体肌动蛋白从这一端添加或者解聚,从而稳定微丝骨架的形态和结构。目前,对capping蛋白的研究主要集中于酵母、果蝇和哺乳动物,在植物中的研究很少,仅有的几篇报道也侧重于体外生化功能方面,包括它可以与微丝结合,抑制微丝聚合、解聚及抑制微丝成核等功能。到目前为止,人们对植物capping蛋白的体内表达模式和生理功能一无所知。本研究主要从体内对拟南芥(Arabidopsis) capping蛋白α、β亚基的表达模式及其参与抵御热激胁迫的生理功能进行研究,取得了如下研究结果：第一,从拟南芥总RNA中分别克隆得到了AtCPA以及AtCPB可能存在的两个异型体的全长CDS序列,证实了植物体中存在不同CPB亚基的预测。测序结果显示AtCPBl与AtCPB2的5’端序列完全一致,而3’端序列保守性较低,这个结果与在动物中CPB异型体的保守性研究结果一致。第二,通过realtime PCR和western blot的方法对AtCPA和AtCPB在不同组织中的表达模式进行了研究,结果显示这两个基因在拟南芥各个组织中都有表达,但是它们在不同组织中的表达水平存在一种互补关系,即AtCPA在光合作用器官茎和叶中的表达量较高,在根和花中表达量相对较低；相反,AtCPB在根和花中的表达量比茎和叶中高很多。第三,通过对AtCPA和AtCPB启动子GUS活性检测来研究它们在相同器官或组织中的表达差异。在根中,AtCPA在中柱鞘中表达,根毛中没有,而AtCPB在整个根组织中都强烈表达；在花中,AtCPA在花药中的表达量略高于花丝,而AtCPB在花丝中表达量很高,花药中完全没有表达。结果显示这两个基因在同一组织的不同部位中表达,这可能与它们在同一组织中行使不同功能有关。第四,通过对AtCPA和AtCPB亚细胞水平定位的研究发现这两个基因都可以准确的与微丝共定位,揭示了它们作为微丝结合蛋白,通过与微丝的相互作用来行使功能的特点。第五,用realtime PCR和western blot的方法对AtCPA和AtCPB在热处理之后的表达量变化进行了研究。分析发现热激处理之后两个基因的表达量都有所上升,其中AtCPA的表达量在达到顶峰之后有一定的回落,而AtCPB的表达量在迅速上升之后一直保持在很高的水平,从转录和翻译水平揭示了AtCPA和AtCPB在响应热激胁迫时的表达量变化,以及它们的表达量与热激胁迫之间的关系。第六,通过对WT、atcpa和atcpβ突变体幼苗热激后的表型观察发现,atcpβ突变体幼苗表现出增强的耐热性。在45℃热激处理下,atcpβ突变体的子叶黄化率低于WT和atcpα突变体,而存活率高于WT和atcpα突变体,阐释了AtCPB的生理功能,它可以作为负调控因子参与拟南芥响应热激胁迫的过程。最后,对45℃热激处理后WT、atcpα和atcpfβ突变体细胞中的微丝进行染色,在荧光共聚焦显微镜下观察发现atcpfβ突变体细胞中还存在着长的、斜的微丝,可以较好的稳定微丝骨架结构,维持细胞形态,而WT和atcpα突变体细胞中的微丝网络骨架都被破坏,细胞质中出现了大量的微丝断点和碎片,微丝骨架结构紊乱,揭示了AtCPB参与相应热激胁迫是通过改变微丝骨架结构完成的。综上所述,AtCPA和AtCPB在拟南芥植株中具有不同的表达模式,虽然它们在植株各个组织中都有表达,但是它们的表达模式之间似乎存在着一种互补的关系。差异表明它们可能在同一个细胞事件中发挥着不同的功能。AtCPB下调之后微丝骨架网络结构在热激处理时还可以保持相对完好的结构,因此atcpβ突变体可以表现出增强的耐热性,说明AtCPB可能作为一个负调控因子参与到植株响应热激胁迫的过程中,揭示了拟南芥capping蛋白在植物生长发育过程中的作用,对进一步研究AtCP的体内生理功能提供了可靠的理论依据。