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摘要干旱胁迫是影响植物生长发育和产量的主要非生物胁迫之一。植物进化出不同的机制来实现抗旱，其中包括植物通过改变气孔的发育和形态来减少蒸腾作用的水分散失，以及通过调控表皮蜡质的生物合成来减少表皮失水。因此，深入研究气孔和表皮蜡质调控水分散失的机制以及它们之间的关系为干旱条件下改善植物的耐旱能力和提高产量提供理论基础，同时也为培育耐旱的作物品种提供新的策略。<br>　　本研究通过分析保卫细胞高量表达的GDSL脂酶家族基因GGL(Guard cell enriched(G)DSL-(L)ipase)T-DNA突变体的叶片温度，得到了一个叶片温度高的突变体ggl17，该突变体蜡质合成减少，并且气孔不能正常的形成气孔外角质层边界OCL（(O)uter(C)uticular(L)edge），导致气孔外面被连续的角质层覆盖。该基因我们命名为OSP1((O)ccluded(S)tomatal(P)ore1)。我们利用分子生物学、生物化学、遗传学和细胞生物学等方法对OSP1参与蜡质生物合成和气孔OCL形成的机理以及OSP1调控CO2诱导气孔运动的机理进行了研究。主要结果如下：<br>　　1．OSP1在气孔和表皮层中表达，参与气孔OCL的形成。osp1，突变体叶片温庋高，气孔外被一层连续的角质层覆盖，气孔导度显著的减小。<br>　　2．OSP1负调控耐旱性。osp1突变体蒸腾速率显著的降低，耐旱性增强。表达OSP1能恢复osp1突变体耐旱、叶面温度高和气孔被覆盖的表型。<br>　　3．OSP1具有硫酯酶活性。体外生化实验发现OSP1能水解p-nitrophenyl acetate和p-nitrophenyl butyrate，还能与C22:0acyl-CoAs和C26:0acyl-CoAs发生反应，生成CoA和VLCFAs，并且35位的Ser对OSP1的酶活性和生物学功能至关重要。<br>　　4．OSP1参与表皮蜡质的生物合成，在调控蜡质生物合成中OSP1作用于CER1/CER3的上游。osp1突变体叶表皮蜡质显著的减少，而角质的含量没有明显的差异，导致离体叶片失水速率和叶绿素渗透速率加快。CER1的表达水平在osp1中受到抑制，在osp1中分别表达CER1和CER3能回补osp1中蜡质的含量，减弱osp1气孔外覆盖的角质层的厚度，但不能回补osp1被阻塞的气孔比例。并且osp1-1cer3双突变体的蜡质含量和成分与cer3的相似。另一方面，表达OSP1不能回补cer1-2和cer3中蜡质的合成。<br>　　5．MAH1的突变能部分回补osp1突变体气孔阻塞和气孔导度低的表型。osp1突变体叶片中MAH1的表达水平大幅度上调，导致osp1中烷烃和二级醇的含量和占总蜡质的比率都显著的减少，而酮的含量和比率与Col-0相比都没有差异，并且osp1花中酮的含量增加了。osp1-1中突变MAH1后明显的减少了完全被阻塞的气孔所占的比率，气孔导度和蒸腾速率增加，叶片温度变低，说明蜡质成分的改变，特别是酮类物质在烷烃合成中比值的异常在气孔OCL的形成中有非常重要的作用。<br>　　6．osp1气孔指数和表皮毛数目都显著的减少。在正常生长条件下，osp1气孔内部CO2浓度(Ci)和光合作用都减少了，导致osp1部分荚果不育。<br>　　7．OSP1参与脂质代谢。osp1中磷脂合成相关基因的表达水平都显著的下调了，但是磷脂PI4P和PI3/5P的含量，以及鞘脂GIPC的含量都显著的增加。<br>　　8．OSP1参与调控CO2、ABA和蓝光诱导的气孔运动。osp1气孔对CO2、ABA和蓝光不敏感，ABA和HCO3-激活的阴离子通道的活性减弱，表明在这些环境变化下，OSP1通过SLAC1来调控气孔。osp1-1slac1-3和mpk12-4osp1-1气孔对CO2的响应分别与slac1-3和mak12-4的相似，但是表达MPK12不能回补osp1气孔对CO2不敏感的表型。osp1-1ghr1的表型趋向于ghr1。通过osp1抑制子筛选，我们发现突变LACS2能回补osp1气孔对CO2不敏感的表型。<br>　　本研究鉴定了一个GDSL酯酶OSP1，它具有硫酯酶活性，参与调控蜡质的生物合成和气孔OCL的形成，可能是调控表皮和气孔失水的分子开关；暗示了OSP1调控CO2和ABA诱导的气孔运动可能受一些未鉴定的脂质信号分子的调控。