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GRAS家族是一类植物特有的转录调控因子,该家族基因已被报道在植物生长发育和光信号传导过程等具有重要作用,目前在拟南芥基因组中已鉴定了33个GRAS家族基因。本研究从TAIR(http://www.arabidopsis.org/)数据库中选取了35个对应的多肽序列,使用Clustal W对这些序列进行比对,然后用MEGA3.1构建进化树并进行多序列比对,发现分支情况大致如下:SCL4、SCL7、SCL18、SCL23、SCL26和SCL28聚成一簇, SCL9、SCL11、SCL14、SCL30、SCL31和SCL33聚成一簇,SGR7、RGA2、RGA1、RGL1、RGL2、RGL3聚成一簇,SCL1、SCL5、SCL8、SCL13、SCL21和PAT1聚成一簇,SCL6、SCL15、SCL22和SCL27聚成一簇。利用功能基因组学和生物信息学手段,通过基因芯片数据挖掘,基因功能预测,对拟南芥GRAS家族基因在渗透和干旱等水分胁迫过程的应答模式进行了初步探索。通过对已发表的与干旱胁迫相关的拟南芥ATH1芯片数据进行数据挖掘,发现在数据库中,有27个GRAS家族基因的探针组数据。利用分层聚类(Hierarchical Cluster)算法对GRAS基因分别分析其在茎叶和根部响应干旱的表达数据,通过Treeview展现分层聚类的结果。发现有十个GRAS基因SCL1、SCL3、SCL5、SCL8、SCL9、SCL11、SCL13、SCL14、SCL31和SCL33在茎叶部受到干旱/渗透胁迫的诱导,其中四个基因(SCL8、SCL11、SCL13和SCL31)在茎叶中同时受渗透和干旱胁迫诱导。而GRAS家族基因SCL1、SCL5、SCL6、SCL8、SCL9、SCL13、SCL14、SCL15,SCL26和SCL33在根部也受渗透和干旱胁迫诱导。通过对拟南芥茎叶和根部的受干旱诱导基因的表达谱的分析,发现SCL11仅在茎叶中受到诱导,其受干旱诱导0.5h的茎叶的信号强度是对照的2.73倍;SCL13不仅在茎叶中,而且在根中也被诱导表达,其受干旱诱导0.5h的茎叶和根中的信号强度分别是对照的6.69和4.02倍;而SCL15只在根部受干旱诱导,受干旱诱导0.5h的信号强度是对照的3.94倍。根据GRAS家族对干旱的表达模式和表达部位,本研究利用SCL15的特异引物以及T-DNA插入突变的特异引物对T-DNA插入突变体进行了筛选和鉴定,得到T-DNA突变子纯合体。SCL15在拟南芥抗干旱胁迫中的作用通过突变体的表型得到了验证。缺水2至3周后,SCL15突变体植株仍然很健壮,而野生型植株叶片变黄并且植株萎蔫。SCL15野生型和突变体表型的差异说明SCL15突变体植株对水分的需求减少,SCL15对下游基因的表达可能起负调控作用。这一研究为GRAS家族参与水分胁迫的分子机制研究提供了新的思路。