茉莉酸类物质(jasmonates, JAs)作为一种重要的植物激素,参与调节植物正常的生长发育过程；作为一种重要的防卫激素,JAs更广泛地参与植物对病虫和病原微生物的防御反应、伤害胁迫、干旱适应性和其他环境胁迫反应。最新鉴定到的JAZ (jasmonate ZIM domain)蛋白质家族,在茉莉酸信号转导途径中被归类为抑制蛋白质,搭建了茉莉酸受体复合体SCFCOI1和下游转录因子MYC2等的联系。在拟南芥这一模式作物中,共鉴定到12个编码JAZ蛋白质家族的基因,但是对这些基因的研究认知还处于起始阶段,这些蛋白质或基因在茉莉酸信号途径中和信号途径下游的响应调节并不十分清楚。本文重点研究了其中的两个JAz基因：JAZ2和JAZ7。我们以鉴定到的T-DNA插入突变体jaz2-1(低表达突变体)和jaz7(过表达突变体)为实验材料,分析了其在茉莉酸处理下的表型变化；为了更深入地理解和阐释JAZ2和JAZ7对植物生长和表型改变的调节机制,我们将茉莉酸处理前后的突变体分为地上部和根部,对这些材料进行转录组学和代谢组学的研究分析；此外,还就突变体中植物激素之间的相互作用、突变体对生物胁迫和非生物胁迫的响应进行了分析研究。主要研究结果如下：1.研究了突变体中突变基因的表达类型及植株表型。研究发现,jaz2-1为T-DNA正向插在JAZ2基因序列第4个内含子的低表达突变体；jaz7为T-DNA插入在JAZ7基因序列启动子区域的过量表达突变体。茉莉酸甲酯可以显著性抑制这些突变体根的伸长,且具有一定的浓度和时间效应。10μM茉莉酸甲酯处理下,不同基因型间根长有显著性差异；与野生型相比,jaz2-1根长最长,jaz7根长最短,表明JAZ2和JAZ7在茉莉酸对拟南芥根生长的抑制调节中发挥正向作用。在茉莉酸甲酯处理下突变体与野生型的鲜重也存在显著差异。确定了10μM茉莉酸甲酯处理拟南芥3周的实验材料为后续实验的实验材料。2.分析了处理前后地上部和地下部芥子油苷组分含量的变化及芥子油苷水解酶黑芥子酶的生物学活性。茉莉酸甲酯可以显著诱导野生型和突变体地上部总芥子油苷和脂肪类芥子油苷的含量,处理前后倍数变化最大的是4-甲基硫丁基芥子油苷,其中在jaz7中含量变化最大；jaz2变化最小；野生型居中。茉莉酸甲酯处理诱导了jaz2-1和jaz7中1-甲氧基-吲哚-3-甲基芥子油苷的产生。处理后同一基因型根部组织中黑芥子酶的生物活性要略高于地上部。黑芥子酶活性在野生型和jaz2-1地上部与对照相比有显著升高；在根中则显著下降,而jaz7在处理前后没有显著变化。3.研究了处理下转录组分含量的变化。jaz7中有差异变化的转录组分数目最多；jaz2-1最少；野生型居中。且茉莉酸甲酯处理后,转录子表达水平上升的数目要大于转录子被抑制的数目。茉莉酸处理后根中转录组分水平的变化远高于地上部,在jaz7和野生型中呈显著性差异。除JAZll和JAZ12外,茉莉酸处理后其他8个JAZ基因几乎在所有的突变体和野生型中转录水平均上调。在所有的JAZ基因中,JAZ9转录水平在所有突变体和野生型的所有部位最为显著,其中jaz7上调倍数最大,野生型次之,jaz2-1中上调倍数最小。在茉莉酸生物合成途径中,几乎每一步反应中的相关基因都显著上调表达MYC2转录水平在所有基因型地上部都明显增强；病原防御基因PDF1.2、PR3、PR4和伤害响应基因VSP、LOX2、Thi2.1表达水平也显著上升。与野生型和jaz2-1相比,jaz7地上部有更多代谢途径的相关基因表达水平下调,其中参与光合作用进程和光刺激响应进程的基因表达水平受到下调倍数最高。地上部中参与生理胁迫、小分子生物合成和次生代谢物质进程的基因数目和表达水平变化倍数最大；处理后,与茉莉酸响应相关的转录子在所有基因型中均上调表达；jaz7中有差异表达的基因数目都最多,它们主要参与生理胁迫响应过程。4.研究了处理下代谢组分含量的变化。显著性上调的代谢物数目要远远多于下调的代谢物数目；jaz7中代谢物组分含量受茉莉酸影响最大。茉莉酸甲酯处理后,有16种代谢物被诱导或抑制表达,它们主要参与抗氧化反应、防卫反应等生物学进程。在所有基因型中,Nδ-乙酰鸟氨酸组分在所有测得的代谢物中对茉莉酸的响应最强烈；其中在jaz7根中该组分上调了233.74倍(最高),在jaz2-1地上部中该组分上调了9.36倍,参与茉莉酸介导的防御反应。许多参与苯丙素生物合成代谢过程的代谢物和基因受茉莉酸的上调表达；芥子油苷,尤其是脂肪类芥子油苷,其生物合成途径的结构基因和转录因子在茉莉酸甲酯处理下均上调表达。5.不同外源植物激素处理对突变体的影响不同；只有在脱落酸处理下,jaz7表现出与其他两个基因型不同的生长抑制现象。茉莉酸处理后,生长素、茉莉酸和赤霉素含量有显著上升；赤霉素上调倍数最高,jaz7根中上升了48.83倍,为最高。生长素相关基因只在地上部被显著性上调,而脱落酸相关基因只在根中被显著性上调,这与地上部和根的形态建成相关。6.研究了JAZ7过量表达下植株的生长发育和对环境的适应性。实验发现,与野生型相比,jaz7对核盘菌这一死体病原菌的抗性减弱,对干旱胁迫具有极其显著的适应性。番茄JAZ7过表达转基因植株与野生型相比,有株高矮小、幼叶茎杆卷缩的特点,且果实乳突明显突出,果实发育进程缓慢。