热胁迫会引起细胞的热激反应,导致细胞内质网中的未折叠蛋白和错误折叠蛋白的累积,产生内质网应激（ER Stress）,引起未折叠蛋白反应（Unfolded Protein Response,UPR）。植物大多在高温炎热的夏季开花结果,它们不能像动物那样通过自由的活动来规避高温环境的影响,为了应对高温胁迫和内质网应激,进化出了一个复杂而严格的热激反应和未折叠蛋白反应的调控机制。我们研究组前期的研究发现,属于热激蛋白40（Hsp40）家族的TMS1蛋白是拟南芥花粉管和幼苗忍耐热胁迫所必需的,它具有二硫化物异构还原酶的活性,可能在内质网蛋白的正确折叠过程中发挥分子伴侣的功能,但对其功能和作用机制还不了解。本论文进一步分析了 TMS1基因的表达调控及其与热激蛋白BiP的关系,研究它在植物忍耐热激胁迫过程中的功能和作用机制。在TMS1的启动子区有一个典型的热激元件（aTTCgaGAAatTTCc）和一个非典型的热激元件（cTTCtcgatttTTCtcGAAg）。酵母单杂交结果显示,在拟南芥21个热激转录因子中,只有热激转录因子 HsfA2能结合到TMS1的启动子上。但是,hsfa2突变体不影响TMS1的热激诱导表达水平,而HsfA2上游的热激转录因子HsfA ld和HsfA1e的双突变体hsfald hsfale影响了TMS1的热激诱导表达水平,说明HsfAld和HsfAle参与调控了TMS1的表达。TMS1不仅受热激的诱导表达,而且像BiP基因一样也受诱发 UPR 反应的物质 Dithiothretol（DTT）和 L-azetidine-2-carboxylic acid（AZC）的诱导表达。拟南芥中响应UPR反应的主要转录因子是bZIP28和bZIP60,在bzip28 bzip60双突变体中,TMS1的热激诱导表达水平下调。以上结果表明,TMS1不仅响应热激反应,还响应UPR反应,与bZIP28/bZIP60信号通路相关。但是,bZIP28和bZIP60蛋白不能与TMS1的启动子结合,TMS1不是bZIP28和bZIP60的直接靶标基因。拟南芥有3个内质网腔结合蛋白（Luminal Binding Protein,BiP）蛋白,它们具有较高的氨基酸序列相似性,其中BiP1和BiP2的氨基酸序列相似性达99%。荧光素酶互补实验表明,TMS1全长蛋白及其DnaJ结构域都能够在烟草叶片中与BiP1和BiP3蛋白互作。GST pull-down分析显示,TMS1的DnaJ结构域与BiP1或BiP3的互作需要ATP的参与,而且其中的三个保守氨基酸（HPD）基序是互作所必需的。ATPase酶活实验表明DnaJ结构域能通过与BiP1或BiP3互作,促进它们的ATPase酶活性的提高。此外,Microarray分析表明,与野生型相比,在22℃下生长的tms1-1幼苗中,表达量受显著影响的基因有12个,其中5个基因表达量 下调,7个基因表达量上调;在受到37℃热激处理情况下,共有6个基因的表达受到显著影响,其中3个基因表达量下调,3个基因表达量上调;在两种情况下都受到显著影响的基因共有6个,上调和下调的基因各三个。这些受到影响的基因功能各异。综上所述,本研究结果表明,TMSI与热激反应和内质网应激相关,位于转录因子bZIP28和bZIP60的下游,可能作为BiP的共分子伴侣（co-chaperone）参与未折叠蛋白的再折叠和降解,在花粉管及其它组织耐热性中起重要的作用。