硼是植物生长发育所必需的微量营养元素。在低硼胁迫时,模式植物拟南芥主要依赖根中硼酸通道AtNIP5;1（Arabidopsis thaliana nodulin 26-like intrinsic protein 5;1）来快速吸收硼营养。AtNIP5;1定位于根细胞中靠近土壤一侧的细胞膜上,受其蛋白肽链N端苏氨酸残基（TPG repeat motif）的磷酸化调控。促分裂原活化蛋白激酶（Mitogen-activated protein kinase,MAPK）主要通过磷酸化具有特殊氨基酸序列（PXS/TP motif）的目标蛋白发挥作用,因此我们推测MAPKs可能是拟南芥AtNIP5;1的潜在磷酸激酶。本研究对AtMPAKs家族基因进行了生物信息学分析并克隆了AtMAPKs基因;我们利用缺硼胁迫转录组和定量的方法分析了AtMAPKs家族基因对低硼胁迫的响应;利用荧光标记GFP-AtNIP5;1的遗传材料分析了硼与AtNIP5;1蛋白表达和定位的关系;利用双分子荧光互补技术和酵母双杂交系统分析了AtMAPKs与AtNIP5;1的互作关系,为揭示AtMAPKs磷酸化AtNIP5;1蛋白的分子机理提供理论基础。主要结果如下:1.AtMAPKs家族基因的生物信息学分析我们从拟南芥数据库中鉴定到20个AtMAPKs基因。通过软件将20个基因的基因组结构可视化,我们发现这些基因在结构上存在较大的差异。进化树分析的结果显示20个基因可以分为三个亚族,而且他们进化速率存在差异。蛋白序列比对结果显示他们的核心功能区同源性较高,具有多个保守区域。我们进一步克隆获得其中16个候选基因。2.AtMAPKs家族基因对低硼胁迫的响应我们利用拟南芥低硼胁迫转录组数据构建热图,结果显示共有9个AtMAPKs基因的表达量比较高,但其表达都不受硼调控。我们进一步用荧光定量分析在缺硼培养0 h,3 h,12 h,和72 h时20个基因在各时间点的表达情况。结果显示AtMAPK10/11/12/13/14表达量特别低,AtMAPK4/6/8/17/18/20表达量较高,对缺硼胁迫有一定的响应,20个基因整体上对硼响应不强烈。3.AtNIP5;1蛋白与硼的关系我们将正常硼培养7 d后的pNIP5;1:GFP-NIP5;1拟南芥在低硼（15μM）和高硼（500μM）硼条件下处理24 h后,通过激光共聚焦显微镜观察GFP-AtNIP5;1蛋白在根系中的表达情况发现,GFP-AtNIP5;1蛋白在高硼条件下的表达量明显低于低硼下的表达。我们也将5’-UTR（5’untranslated region）缺失的突变体材料pNIP5;1（Δ5’-UTR）:GFP-NIP5;1在高硼和低硼条件下处理处理24 h,同样条件下观察GFP-AtNIP5;1蛋白在根中的表达和定位情况,结果显示突变体中GFPAtNIP5;1蛋白的表达和极性在高低硼下没有出现显著变化,说明AtNIP5;1蛋白水平的表达不受硼的调控。4.AtMAPKs蛋白与AtNIP5;1蛋白存在互作我们利用双分子荧光互补试验,在烟草中共表达AtMAPKs和AtNIP5;1的BiFC融合质粒,结果证实表达水平相对较高的AtMAPK4/6/17/19均能与AtNIP5;1互作。此外,我们通过酵母双杂交分析,在酵母中证实了AtMAPK3/4/6/7/14/17与AtNIP5;1存在互作。这些结果说明AtMAPKs基因可能参与了AtNIP5;1蛋白的磷酸化修饰过程。