氯是一种植物生长所必须的微量元素,在植物新陈代谢中具有多种功能。Cl-不仅是酶活化和光合作用中必不可少的辅助因子,而且作为阳离子转运的反离子,在稳定膜电位、维护体内电荷平衡、调节渗透胁迫和气孔运动方面都发挥着重要功能。化肥的施用和海水侵蚀很容易使土壤中沉积过多的氯离子。组织中高浓度的Cl-可导致植株叶片边缘萎缩坏死,限制了多种糖类植物的生长。因此,植物中必然存在着维护体内氯离子稳态的一系列转运机制。本论文选定了大电导氯离子通道TWEETY家族在拟南芥中的几个同源基因作为氯离子转运蛋白的候选基因,对它们在氯离子转运的功能方面做了初步探究。主要研究结果如下:（1）植物中广泛存在一种潜在的新型氯离子通道TWEETY家族通过CHO细胞的电生理实验,哺乳动物中TWEETY家族的同源基因TTYH1、TTYH2和TTYH3,被确认为是一种具有大电导率的氯离子转运蛋白。这个家族在植物当中还未被发现,因此我们选定TWEETY家族为植物氯离子转运蛋白的候选基因。通过蛋白组学的方法,我们在拟南芥中找到了 TWEETY家族的四个同源基因:AtTTYH1、AtTTYH2、AtTTYH3和AtTTYH4。拟南芥TWEETY家族跟哺乳动物TWEETY家族之间有37.11%的蛋白序列相似性。AtTTYH1、AtTTYH2和AtTTYH4,都被预测为是一个有六个跨膜结构的多跨膜蛋白。将AtTTYH1的蛋白序列BLAST后,我们发现TWEETY家族在植物中有比较广泛的分布。在大豆、烟草、棉花等重要经济作物上都发现了AtTTYH1同源蛋白的存在。TWEETY家族的功能研究具有十分重要的潜在应用价值。（2）AtTTYH1定位于细胞质膜,AtTTYH2和AtTTYH4定位于细胞质中为了探究拟南芥中TWEETY家族的亚细胞定位,我们构建了 AtTTYH1-GFP、AtTTYH2-GFP、AtTTYH4-GFP三个带有绿色荧光蛋白的重组质粒。转染拟南芥原生质体后观察发现AtTTYH1在质膜上表达,可以与质膜Marker SCAMP-RFP共定位。而AtTTYH2和AtTTYH4在细胞中与空载GFP的表达模式相似,定位在细胞质中。（3）AtTTYH1参与植物盐胁迫调节为了探究拟南芥中TWEETY家族的功能,我们从实验室种子库中拿到了AtTTYH1、AtTTYH2和AtTTYH4的T-DNA插入突变体,并通过杂交获得了ttyh1*ttyh2和ttyh1*ttyh4的双突变体。通过不同浓度NaCl处理,我们发现ttyh1突变体在150mMNaCl条件下长势更差。150mM的KCl和NaCl处理下ttyh1突变体和ttyh11*ttyh4双突变体都表型出生长抑制更严重的表型。因此,ttyh1突变体对盐胁迫敏感的表型跟过量的Cl-相关。我们还观察了 150mM NaCl处理不同时间后AtTTYH1、AtTTYH2和AtTTYH4的表达情况。结果显示在NaCl处理后,三种基因的表达都有明显上升,GUS染色的观察也验证了这个结果。因此TWEETY家族的基因可能参与植物的盐胁迫调节过程。（4）AtTTYH1参与气孔孔径调节以响应干旱胁迫基于AtTTYH1对盐胁迫敏感的表型,以及其在质膜上的定位,我们初步推断AtTTYH1可能是一个外向Cl-转运蛋白。根据以往植物氯离子的研究,其转运蛋白很可能参与到植物的气孔运动中。为了验证我们的猜测,我们对不同突变体进行了失水速率测定和干旱处理实验。发现ttyh1突变体和ttyh1*ttyh4突变体都表现出更高的失水速率,几乎是野生型的1.5倍。并且干旱处理后,ttyh1突变体表现出更明显的生长抑制情况,叶片干枯变黄甚至死亡。这印证了我们的之前猜测,AtTTYH1突变导致体内Cl-含量升高,保卫细胞吸水膨胀,气孔开度增加。因此ttyh1突变体失水速率上升,对干旱更加敏感。本论文通过对拟南芥TWEETY家族同源基因的功能研究,初步锁定了一个定位于质膜上的潜在外向Cl-转运蛋白AtTTYH1。AtTTYH1参与了植物的盐胁迫和干旱胁迫的过程,可能通过调节保卫细胞Cl-的外排调节气孔运动。本论文为植物盐胁迫和氯离子转运研究提供了新的解决思路,丰富了植物体中氯转运蛋白的理论基础,对农业生产具有重要的指导意义。