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高温是植物遇到的重要非生物逆境之一。近来,随着全球气候变暖加剧,极端高温天气对农作物产量的影响越来越严重。当受到热胁迫时,植物体内的热激转录因子HSFs会被激活,从而调控热激蛋白HSPs的表达。但是,该过程中的很多关键因子目前仍是未知的。为了找到调控热激基因表达的相关因子,我们建立了 LU/C筛选系统,即将HSP18.2的启动子驱动LUC报告基因(AtHSP18.2P-LUC)的构建转到gl1(Col-0背景)拟南芥中,鉴定单拷贝、纯合的转基因植株(P-LUC)作为野生型材料,EMS诱变,筛选热激处理后报告基因LUC表达升高或下降的突变体。利用该方法,我们获得了 LUC被激活的突变体HL111(HighLight111)和LUC被抑制的突变体LL807(LowLight807)。本文对这两个突变体做了进一步的分析与鉴定。突变体HL111在38℃处理1h后,其LUC活性与野生型相比达到最大差异,对高温敏感;在正常温度条件下呈现出叶原基产生速率变慢和植株矮小的表型。通过图位克隆技术,我们将该突变基因定位在第四条染色体的11.3M-11.47M之间,采用PCR测序和二代测序相结合的方法,克隆到了突变基因HL111,该基因的第1861个碱基由G突变为A,导致编码的蛋白质提前终止。生物信息学分析显示HL111蛋白属于WD40 repeat蛋白家族,在细胞核和质中都有分布。互补实验分析发现其T-DNA插入等位突变体与HL111杂交,杂交的Fi代幼苗在高温条件下LUC表达量也明显上升,且该T-DNA插入突变体也对高温敏感,可说明突变体的表型的确是由于HL111基因的突变引起的。基因表达分析发现该基因在根、茎、叶、花和角果中都有表达,花中表达量最高,同时HL111的表达受高温抑制。HL111在酵母中能够激活基因的表达,具有转录因子的功能;同时,HL111与GFP的融合蛋白在烟草瞬时表达实验中显示HL111蛋白在细胞核中分布。突变体LL807在40℃C处理1h后,其LUC活性与野生型相比达到最大差异,对高温和盐胁迫敏感;正常温度条件下该突变体表现出植株小、莲座叶的叶片变圆和叶柄变短的表型。目前我们利用图位克隆技术已将该突变基因定位在第一条染色体的27.25M-30.28M之间,根据二代测序和PCR测序的结果,在该范围内鉴定到了五个候选基因。综上所述:本实验中鉴定了两个高温敏感的突变体HL111和LL807,HL111是热激蛋白基因HSP18.2表达的抑制因子,LL807是激活因子,两者在植物耐热性方面都有重要作用。目前的研究结果为进一步研究热激基因的表达调控机理、阐明植物的耐热机制打下了基础。