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脱落酸(ABA)受体PYR/PYL/RCAR通过与渗透胁迫诱导的ABA结合,参与植株体内ABA介导的信号转导过程,在调控植株干旱逆境抵御过程中具有重要的生物学功能。本研究对1个响应干旱的小麦PYR家族成员TaPYR1分子特征、应答干旱表达模式及其介导植株抵御干旱逆境的功能进行了鉴定。主要研究结果如下:1.通过生物信息学分析方法对小麦ABA受体基因TaPYR1进行分析,全长840 bp,开放阅读框636 bp。TaPYR1蛋白分子量为22.621 kD,等电点(PI)为4.97。TaPYR1与植物种属中部分PYR基因在氨基酸序列水平上高度同源,编码蛋白与植物种属部分同源蛋白在序列组成上高度相似,含有PYR家族蛋白的SRPBCC超家族保守区域(44-192 aa)。对该基因编码蛋白的亚细胞定位试验结果显示,TaPYR1经内质网分选后定位于细胞质膜,表明该受体蛋白在此处参与结合ABA及介导特定ABA信号传递。2.表达分析表明,TaPYR1基因在小麦根、叶中均呈明显的干旱诱导表达模式,正常生长条件下,小麦根、叶片内TaPYR1转录本数量均较低;干旱处理下,TaPYR1表达上调,表现在48 h处理时间内,随处理进程转录本数量不断增多,在干旱胁迫48 h表达量达到峰值。3.与野生型对照(WT)相比,过表达TaPlYR1烟草转化株系,干旱处理下植株长势增强,干鲜重增加。反义株系则长势减弱,干重降低。随干旱处理进程,转化株系和WT气孔开度均不断变小。但与WT相比,正义烟草株系(Sen 1)气孔关闭速率加快,而反义株系(Anti 1)气孔关闭速率变慢。干旱处理下,转化株系较对照的光合能力增强,细胞保护酶(SOD、CAT和POD)活性增高,渗透调节物质脯氨酸和可溶性糖含量增加。TaPYR1对干旱逆境下植株长势和干质量的调控,与其对气孔运动和光合碳同化能力的调节密切相关。4.干旱胁迫下,TaPYR1对细胞保护能力的调节,与其对细胞保护酶家族基因和ABA受体家族特定基因的转录调控有关,表现为与WT相比,Sen 1株系NtSOD2、NtCAT和NtPOD1;3、NtPOD1:4及NtPOD4的表达显著上调;ABA受体家族基因中NtPYL8表达显著下调,NtPYL12表达显著上调;NtSRK2A-2和NtSAPK3表达显著上调,NtSPK3;23、NtSPK7表达显著下调。5.转录组测序结果表明,干旱处理下,与WT相比,过表达TaPYR1烟草植株中有17197个基因呈差异表达模式,其中8261个基因表达上调,8936个基因表达下调。上述基因归属于特异响应ABA过程,主要富集在信号转导等通路。综上所述,TaPYR1通过在转录水平上应答干旱逆境,改善干旱胁迫下的植株相关生理过程,在增强植株抵御干旱逆境能力中发挥重要作用。