逆境胁迫下植物细胞内脯氨酸和ABA含量显著升高，二者都在植物逆境应答中发挥重要作用。本实验以拟南芥ATHK1，G蛋白α亚基GPA1基因的缺失突变体和相应的野生型为材料，研究了PEG模拟干旱胁迫下脯氨酸和ABA积累的机制以及ATHK1、GPA1在脯氨酸和ABA积累过程中的作用，实验所得主要结果如下:　　 1.各基因型拟南芥的脯氨酸和ABA含量均随PEG处理时间的增加而上升，表明PEG可诱导拟南芥脯氨酸和ABA的积累，PEG处理12h后，athk1的脯氨酸含量和ABA含量均低于Ws，gpa(1)-4的脯氨酸含量低于Col，但ABA含量与Col相差不大，表明ATHK1参与了PEG诱导的脯氨酸和ABA的积累过程，GPA1参与了PEG诱导的脯氨酸积累过程，但不参与PEG诱导的ABA积累过程。　　 2.利用Fluridone处理结合外源施加ABA的研究发现:Fluridone预处理可降低PEG处理后游离脯氨酸的含量，并且Fluridone的抑制效应可被外源施加ABA解除，表明PEG诱导的脯氨酸积累过程在一定程度上依赖于ABA。在athk1中，PEG处理12h后脯氨酸含量低于Ws，且PEG处理的同时施加外源ABA可弥补其脯氨酸含量的亏缺，表明ATHK1以ABA依赖的方式参与了脯氨酸的积累过程。在gpa(1)-4中，PEG处理12h后脯氨酸的含量低于Col，且PEG处理的同时施加外源ABA不能弥补其脯氨酸含量的亏缺，表明GPA1对脯氨酸积累的调控是不依赖ABA的。　　 3.利用IMD处理结合外源施加H2O2的研究发现:IMD预处理可降低PEG处理后游离脯氨酸的含量，并且IMD的抑制效应可被外源施加H2O2解除，表明H2O2参与了PEG诱导的脯氨酸积累过程。在athk1中，PEG处理12h后脯氨酸的含量低于Ws，且PEG处理的同时施加外源H2O2可弥补其脯氨酸含量的亏缺，表明ATHK1通过依赖H2O2的方式调控了PEG胁迫下脯氨酸积累的过程。在gpa(1)-4中，PEG处理12h后脯氨酸的含量低于Col，且PEG处理的同时施加外源H2O2不能弥补其脯氨酸含量的亏缺，表明GPA1对脯氨酸积累的调控是不依赖H2O2的。　　 4.黑暗条件下，拟南芥脯氨酸含量十分低，给予光照后，脯氨酸含量随光照强度的增加而逐渐上升，表明光照能够诱导脯氨酸的积累。在50μM·m-2·s-1白光条件下，athk1和gpa1-4的脯氨酸含量均高于各自野生型，但在300μM·m-2·s-1白光条件下，athk1和gpa(1)-4的脯氨酸含量与各自野生型相比差异不大，表明ATHK1和GPA1负调控50μM·m-2·s-1白光诱导的脯氨酸积累，但不参与300μM·m-2·s-1白光诱导的脯氨酸积累过程。与50μM·m-2·s-1白光处理相比，50μM·m-2·s-1.蓝光处理对Ws生态型拟南芥的脯氨酸含量影响不大，但可提高Col生态型拟南芥的脯氨酸含量，表明蓝光可诱导Col生态型拟南芥脯氨酸的积累。在50μM·m-2·s-1蓝光处理下，gpa(1)-4植株的脯氨酸含量与50μM·m-2·s-1白光处理组变化不大，表明GPA1参与了蓝光诱导Col生态型拟南芥植株脯氨酸积累的过程。　　 5.PEG处理下脯氨酸积累的量随光强的增加而上升，表明PEG诱导脯氨酸积累的过程受到光的激活。在50μM·m-2·s-1白光条件下，PEG处理后athk1的脯氨酸含量与Ws同处理组相比差异不大，但在300μM·m-2·s-1白光条件下，PEG处理后athk1的脯氨酸含量低于Ws同处理组，表明ATHK1参与了300μM·m-2·s-1白光条件下PEG诱导脯氨酸积累的过程，但不参与50μM·m-2·s-1白光条件下PEG诱导脯氨酸积累的过程。不论在50μM·m-2·s-1白光还是在300μM·m-2·s-1白光条件下，PEG处理后gpa(1)-4的脯氨酸含量均低于Col同处理组，表明GPA1既参与50μM·m-2·s-1白光下又参与300μM·m-2·s-1白光条件下PEG诱导脯氨酸积累的过程。不论在Ws还是Col中，50μM·m-2·s-1蓝光条件下PEG处理后的脯氨酸含量均低于50μM·m-2·s-1白光条件下的同处理组，表明50μM·m-2·s-1蓝光可抑制PEG诱导脯氨酸积累的过程。在50μM·m-2·s-1蓝光条件下，PEG处理后athk1的脯氨酸含量低于50μM·m-2·s-1白光同处理组，与野生型Ws的变化趋势一致，但gpa(1)-4的脯氨酸含量与50μM·m-2·s-1白光同处理组相比无明显变化，表明GPA1参与了50μM·m-2·s-1蓝光抑制PEG诱导脯氨酸积累的过程。　　 综上所述，逆境胁迫可诱导脯氨酸和ABA含量上升，脯氨酸的积累在一定程度上依赖于ABA和H2O2，光强和光质也影响着脯氨酸的积累过程，ATHK1、GPA1也在一定程度上调控了上述过程。