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甘蓝型油菜（Brassica napus）是一种重要的油料作物,是最主要的食用植物油的来源之一。但是随着全球气候变化,油菜在生长发育过程中遭受着各种各样的不利环境,严重限制着其生长发育和产量。其中干旱胁迫是最严重的不利环境之一,可以引起氧化胁迫,打乱植物体内的水分和离子的平衡,使相关蛋白质的功能改变甚至丧失,从而严重影响油菜的生长和产量。因此研究干旱胁迫下植物的抗旱机制、探讨响应干旱胁迫的调控网络对于培育抗旱、高产的油菜品种至关重要。MAPK级联途径是真核生物在进化上非常保守的信号通路。该通路参与生物体内基因的表达、细胞的生长发育、信号传导等生物学过程,是多种调控网络的枢纽。本课题组前期发现BnMAPK1能促进油菜抗旱性提高,证实BnABA1与BnMAPK1之间存在相互作用,而编码玉米黄质环氧酶ZEP的ABA1基因在植物的生长发育和非生物胁迫应答等过程中具有重要作用。在此基础上,本研究利用定量蛋白质组学和磷酸化蛋白质组学技术初步分析了MAPK1响应干旱胁迫的分子机制;筛选了BnABA1与BnMAPK1相互作用的区段,并预测了磷酸化位点;通过组织培养技术获得了BnABA1超量表达及抑制表达的转基因油菜;此外,通过蘸花法获得了BnABA1超量表达的转基因拟南芥,并以此为材料,分析了BnABA1对拟南芥耐旱性的影响。主要结果如下:1.MAPK1响应干旱胁迫的定量蛋白质组学和磷酸化蛋白质组学研究以Atmapk1突变体和WT（Col-0）为材料,用40%PEG6000模拟干旱胁迫,初步研究了MAPK1响应干旱胁迫的分子机理。发现干旱胁迫下MAPK1的缺失会加重植株的萎蔫症状。对干旱胁迫后的拟南芥进行基于TMT标记的定量蛋白质组学和磷酸化蛋白质组学研究,与WT相比,蛋白质组学共鉴定到6814个可定量的蛋白,包含87个差异表达蛋白（P-value<0.05,FOLD CHANG 1.2）,其中42个蛋白上调表达,45个蛋白下调表达。对差异表达蛋白进行功能分析发现,下调蛋白显著富集在光合作用途径,而上调蛋白主要富集在半乳糖代谢、α-亚麻酸代谢、含氨基葡萄糖化合物的分解代谢、细胞壁的分解、植物衰老等过程。表明MAPK1可能通过延缓植物的生长和衰老相关蛋白的表达使其不易衰老,缓解叶绿素的降解、促进叶绿素的生物合成、电子传递、光捕获蛋白的表达与结合使光合作用过程更稳定,抑制氧化还原过程、多糖的分解代谢过程、细胞壁的分解等多种生物学过程相关蛋白的表达,从而增强植物抗旱性。磷酸化蛋白质组学共得到94个差异磷酸化蛋白（112个磷酸化位点）（P-value<0.05,FOLD CHANG 1.2）,其中56个蛋白（64个位点）的磷酸化水平显著上调,38个蛋白（48个位点）的磷酸化水平显著下调。对差异磷酸化蛋白进行功能分析发现,上调的差异磷酸化蛋白显著富集在光合作用途径,下调的差异磷酸化蛋白主要富集在大分子糖基化、糖蛋白生物合成与代谢、RNA转运、翻译起始、钙介导的信号传导等途径,此外水通道蛋白的磷酸化水平也显著上调。结果表明,MAPK1的磷酸化作用可能主要通过调节光合作用途径相关蛋白、水通道蛋白、参与蛋白质的转录和翻译过程相关蛋白、糖蛋白等生物大分子合成相关蛋白及钙介导的信号传导途径相关蛋白的磷酸化水平来介导植物对干旱胁迫的耐受性。2.BnABA1与BnMAPK1互作区段的筛选设计特异性引物对甘蓝型油菜中的BnABA1基因进行克隆,共获得两个拷贝:BnABA1A07和BnABA1C07。分别对BnABA1A07及BnABA1C07蛋白结构域进行预测,发现均含有磷酸肽识别结构域FHA。在此基础上,我们构建了BnABA1不同长度的pGADT7-Prey重组表达载体,利用酵母双杂交技术,最终筛选到BnABA1A07的575-630 AA区段和BnABA1C07的613-668 AA区段与BnMAPK1互作。对两个互作区段分别进行磷酸化位点预测,结果显示,二者均含有6个完全一致且易被磷酸化的丝氨酸/苏氨酸残基,表明BnMAPK1可能是通过这些丝氨酸/苏氨酸位点对BnABA1进行磷酸化而发生相互作用。3.甘蓝型油菜BnABA1超量表达和RNAi植株的获得利用Gateway技术,构建了pEarleyGate101-BnABA1A07和pEarleyGate101-BnABA1C07超量表达载体;利用RNAi技术构建了BnABA1A07及BnABA1C07的共同抑制表达载体p FGC5941-BnABA1。通过农杆菌介导法转化甘蓝型油菜中双11,对T0代转基因植株进行PCR和qRT-PCR鉴定后分别获得3株阳性OE-BnABA1A07植株,9株阳性OE-BnABA1C07植株,以及6株阳性RNAi-BnABA1植株。这将为我们后续对BnABA1在油菜中的功能研究提供材料,并为BnMAPK1与BnABA1介导的信号网络的深入探究奠定基础。4.拟南芥BnABA1超量表达植株的获得及对干旱胁迫的耐受性分析通过蘸花法将构建的BnABA1A07和BnABA1C07超量表达载体转化至拟南芥（Col-0）植株中,并对T1代植株进行Basta抗性筛选、PCR和qRT-PCR鉴定。共获得35株阳性AtOE-BnABA1A07拟南芥植株,BnABA1A07基因表达量约为WT的150-4600倍。共获得7株阳性AtOE-BnABA1C07拟南芥植株,BnABA1C07基因表达量约为WT的900-7800倍。分别对T4代纯合AtOE-BnABA1A07和AtOE-BnABA1C07拟南芥株系（A07-19/-21/-51及C07-10/-11/-12）及WT植株进行甘露醇处理、自然干旱处理及脱水处理。结果显示,在甘露醇处理下,转基因株系的发芽率和相对根长均高于WT;自然干旱处理下,转基因株系的存活率均显著高于WT,转基因株系的保水能力均大于WT;此外,脱水处理下,转基因植株离体叶片的失水率明显低于WT。结果表明,BnABA1在拟南芥中的超量表达可以增强植株的耐旱性。