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迄今为止,全球范围内有大量的盐碱化土地;在我国同样也有着大量的盐碱化土地。盐胁迫是自然界中主要的几种非生物胁迫之一,对植物生长造成严重损害,且对生态环境的稳定造成威胁,因此研究植物对盐胁迫响应的机制具有重要意义。本实验室的前期研究中发现HIS1-3基因负调控植物对盐胁迫的响应,而WRKY1基因正调控植物对盐胁迫的响应。本研究进一步证实HIS1-3和WRKY1基因协同调控植物对盐胁迫的响应。主要研究结果如下:1.q RT-PCR分析显示,Na Cl处理下,野生型拟南芥(WT)中HIS1-3基因的表达量随着盐处理时间的增加而下降,此外his1-3突变体对盐胁迫表现耐受,而HIS1-3OE过表达植株对盐胁迫表现敏感,表明HIS1-3基因负调节植物对盐胁迫的响应。2.Na Cl处理后,his1-3突变体中根和茎的钠离子含量比WT高,而HIS1-3OE过表达植株中根和茎的钠离子含量比WT低,表明HIS1-3基因通过调节植株体内钠离子含量来调控植株对盐胁迫的响应。3.盐胁迫条件下,his1-3突变体中SOS1和SOS2基因的转录水平较WT高,HIS1-3OE过表达植株中SOS1和SOS2基因的表达量要比WT中低,结果说明,盐胁迫下,HIS1-3基因可能通过SOS途径调节植株体内的钠离子含量,进而增强植物的对盐胁迫的抗性。4.利用烟草瞬时表达系统分析,发现WRKY1可激活SOS1,SOS2和SOS3的转录活性,而HIS1-3能够抑制WRKY1对SOS1和SOS2基因表达的激活。5.进一步通过酵母双杂交实验发现HIS1-3和WRKY1基因并无相互作用,表明HIS1-3基因可能通过SOS1和SOS2的启动子上的占位来调节WRKY1对SOS1和SOS2基因转录活性,进而影响植物对盐胁迫的响应。6.通过染色质免疫共沉淀的方法发现HIS1-3可以直接结合到SOS1和SOS2的启动子上,说明HIS1-3通过直接结合到SOS1和SOS2的启动子上,进行转录负调控。同样,发现WRKY1也直接结合到SOS1,SOS2和SOS3的启动子上,从而正调控SOS1,SOS2和SOS3基因的转录活性。综上所述,在正常生理条件下,HIS1-3会结合于SOS1和SOS2基因的启动子上,占据了WRKY1与SOS1和SOS2基因启动子结合的结合位点;在盐胁迫状态下,外界盐胁迫的影响会导致HIS1-3基因降低表达量,从而SOS1和SOS2基因启动子暴露出来,而此时WRKY1基因作为转录因子,直接结合到SOS1,SOS2和SOS3基因的启动子上,启动SOS1,SOS2和SOS3基因的表达。SOS1作为钠离子转运蛋白,会将植株体内多余的钠离子排出体外,减少过多钠离子对植株的毒害,从而使植株产生耐盐现象。