植物在生长发育过程中会受到干旱、盐分、高温低温等多种多样的非生物胁迫,但同时也演化出了复杂而有序的胁迫应答网络。类黄酮作为一种重要的次生代谢物,当植物受到环境胁迫时,植物体内类黄酮显著富集,提高植物抗逆能力。目前,类黄酮的生物合成途径已经研究得较清楚,但非生物胁迫如何调控类黄酮合成还不甚了解,类黄酮提高植抗逆的作用机制仍不全面。本文针对这两个问题,一方面鉴定非生物应答信号通路和类黄酮合成通路之间的关键调节因子,初步认识非生物胁迫调控类黄酮合成的分子机制,另一方面结合实验室前期研究结果,分析非生物胁迫响应网络中不同类黄酮的功能差异。主要研究结果如下:1.MYC2参与非生物胁迫调控的类黄酮合成我们发现,盐胁迫过程中花青素含量逐渐增加,其合成通路不同步骤催化酶基因AtDFR等表达水平逐渐提高,胁迫解除后花青素含量和AtDFR等表达水平逐渐降低。AtMYC2也呈现盐胁迫下逐渐提高、胁迫解除后逐渐降低的表达模式,与花青素含量间存在极强的相关性。与野生型相比,盐胁迫下AtMYC2过表达株系中花青素富集更多、AtDFR等花青素合成相关关键酶基因表达水平更高,而myc2突变体则正好相反。AtCHI、AtCHS、AtANS、AtDFR等类黄酮合成通路相关关键酶基因的启动子区含有多个MYC2结合位点,而且MYC2与AtDFR启动子具有较强的结合能力,但与其他基因启动子的结合能力较弱,初步表明盐胁迫下MYC2可能通过直接调控AtDFR的转录增强花青素的积累水平。但是,正常条件下,与野生型相比,AtMYC2过表达株系中花青素含量降低、AtDFR等花青素合成相关基因表达水平提高,而myc2突变体则正好相反。这与盐胁迫下的结果相反,显示了 MYC2在类黄酮合成调控中的多样性和复杂性,我们正在开展后续研究。2.花青素调控气孔运动的机制研究实验室前期,使用花青素含量增加的拟南芥株系（小麦花青素合成酶TaANS转基因拟南芥株系,OE7-8/7-10）和花青素含量降低的AtANS突变体ans,研究发现花青素可以通过调控保卫细胞中H2O2水平实现调节气孔运动。一氧化氮（NO）是调节气孔运动的重要二级信使,在本文中,我们进一步研究了 NO在花青素调控气孔运动中的作用。结果显示,硝酸还原酶NR突变体nia中花青素含量和AtDFR等类黄酮合成相关基因表达量较高,而SNP处理（NO供体）导致的NO富集则相反,并且能部分恢复突变体nia的表型,因此表明NO能够抑制花青素的合成。另一方面,NO促进了黄酮醇的合成,改变了花青素和黄酮醇间的动态平衡,表明NO对不同类黄酮合成具有多样性的调控作用。正常条件下,与野生型相比,TaANS转基因拟南芥OE株系中NR活性降低、保卫细胞中NO水平降低、气孔开度变大,而突变体ans相反。脱水或ABA处理后,与野生型相比,OE株系中NR活性和保卫细胞中NO水平提高、气孔开度减小,而突变体ans相反。外源花青素处理可以在拟南芥和小麦中模拟这一表型。NR抑制剂tungstate处理可以减弱花青素对气孔运动的调节作用。综合结果表明,花青素双重调控气孔运动可以通过调节保卫细胞中NO水平实现,而且在植物中这一作用可能是保守的。