非生物胁迫对植物的生长发育以及作物产量都会造成极大影响,盐碱胁迫以及由此产生的氧化胁迫是常见的非生物胁迫。小麦是我国常见的作物但目前推广的小麦品种耐盐碱能力弱,土壤盐渍化容易造成其大幅减产。非生物胁迫抗性相关基因在植物应对胁迫环境时发挥重要作用,挖掘这些基因并探究其作用机制以应用于作物育种改良成为实现作物增产、稳产的有效途径。本实验室利用非对称体细胞杂交技术将普通六倍体小麦和长穗偃麦草进行杂交,得到多种不同变异类型的小麦渐渗系,从中选育出的山融4号品系表现出了明显的抗盐碱胁迫优势,为我们研究小麦应对盐碱胁迫的调控机制提供了特殊材料。实验室前期通过分析山融4号转录组筛选出耐盐碱候选基因TaSTPKB,但其功能及作用机制尚不清楚。本论文对TaSTPKB应对盐碱胁迫的功能及作用机制进行深入探究。研究结果具体如下:1.TaSTPKB生物信息学分析TaSTPKB的开放阅读框（ORF）为1206bp,编码402个氨基酸,含有STKc-IRAK结构域,ATP结合位点和多肽底物结合位点。与中国春基因组序列比对发现TaSTPKB可能位于小麦的6B染色体上。同源多序列比对说明该基因与山羊草属、簇毛麦、大麦的STPK在进化上更相似,暗示TaSTPKB可能同山羊草属、簇毛麦、大麦STPK具有相似的功能。启动子分析结果显示,该基因启动子区存在光响应、ABA响应和低温响应元件,表明该基因可能参与小麦逆境胁迫的响应过程。小麦原生质体定位显示其蛋白定位于细胞质和细胞核中。2.TaSTPKB使植物对非生物胁迫敏感为了研究TaSTPKB基因的功能,我们构建了小麦过表达系和小麦RNAi沉默系。通过对这些转基因株系进行逆境胁迫处理我们发现与对照扬麦20相比,TaSTPKB过表达小麦在碱胁迫下地上部分更短。在盐、氧化胁迫以及ABA处理下过表达系的长势也弱于扬麦20,表现为地上部分更短,鲜重变轻;与对照株系相比,TaSTPKB沉默小麦株系对盐碱胁迫、氧化胁迫以及ABA胁迫表现为抗性,具体表现为地上部分更长、鲜重更重。3.TaSTPKB抗逆机制分析小麦过表达系中的H2O2含量高于扬麦20;DAB和NBT染色显示TaSTPKB-OE系着色比对照扬麦20深,TaSTPKB-RNAi系着色比扬麦20浅。通过对ROS合成及清除相关基因的表达量分析发现,碱胁迫处理下过表达小麦株系中ROS 清除相关基因表达量下调,合成相关基因表达量升高;对ROS 清除酶SOD、POD活性检测发现过表达植株中ROS清除酶酶活性都下降。根据上述结果我们推测TaSTPKB过表达导致过多的ROS积累,对植物细胞正常生命活动造成了伤害,从而使植株对胁迫敏感。为了分析TaSTPKB可能的作用机制,我们通过酵母文库筛选到了部分可能与TaSTPKB互作的蛋白。为了排除假阳性,我们又通过酵母双杂交实验及荧光素酶互补实验（BiLC）对候选互作蛋白进行了验证,确定TaSTPKB与TaHMP存在蛋白互作,且TaHMP与TaCSD互作。TaHMP是一个铜转运蛋白,TaCSD是SOD家族的一个成员,TaCSD酶活性必需有铜离子参与,因此我们推测TaSTPKB可能磷酸化TaHMP使其活性受到抑制,TaCSD接收不到工作所必需的铜离子,活性下降进而导致ROS的积累使植物表现为对胁迫敏感。