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生物钟是生物体自发产生并能够维持24h节律的自我调控机制.它由输入系统、中央振荡器、输出系统三部分组成.植物感受到外界环境信号(如光、温度等),通过输入系统传递到中央振荡器,使生物节律与环境节律同步,然后将节律信息放大,并通过输出系统传递到下游生物钟调控基因,调节自身生长发育,更好地适应外界环境变化.生物钟还参与植物对环境变化的感知过程,进而调节脱落酸(ABA)等激素的含量,增强植株抵抗外界胁迫的能力.ABA信号通路中的很多重要组分都受生物钟调控,同时ABA信号也能反向调节生物钟,维持机体内环境稳态. 为了探究植物生物钟与ABA响应之间的关系,我们对模式植物拟南芥生物钟相关基因ELF4(EARLY FLOWERING4)突变体进行ABA处理,发现ELF4在ABA的生物合成及信号响应途径中发挥重要功能.ELF4作为ABA信号和生物钟信号的整合因子,参与植物对外界环境的快速响应过程,并维持生物钟的稳定.本研究以elf4突变体对ABA不敏感表型为出发点,利用反向遗传学、分子生物学等手段探究了ELF4在ABA信号途径中所发挥的功能. 本文结果如下: (1)相比于野生型,elf4突变体种子萌发不会受到外源ABA抑制.进一步通过对突变体根长及回绿表型的统计,发现elf4突变体具有较高根长生长率及回绿率,证明ELF4在植物响应ABA的过程中发挥重要作用. (2)通过RT-qPCR检测ABA信号相关基因的表达量,发现ELF4正调控NCED3、AAO3、ABI4和ABI5表达;ELF4通过促进ABA合成过程,促进气孔闭合,提高对干旱环境的抵抗力. (3)通过酵母筛库,发现ELF4能够与其上游转录因子FHY3(FAR-RED ELONGATED HYPOCOTYL3)相互作用,酵母双杂交及BiFC实验证实了ELF4与FHY3的相互作用.前人研究发现,fhy3突变体具有与elf4突变体相类似的ABA不敏感表型,我们推测ELF4可能参与介导FHY3对于ABA信号通路的调控. (4)在fhy3突变体中过量表达ELF4,发现ELF4-EYFP/fhy3-4对外源ABA敏感,证明FHY3依赖ELF4参与ABA信号途径,ChIP实验证实ELF4依赖FHY3及其同源基因FAR1结合ABI5启动子FBS区,进而促进植物对ABA信号的响应过程. (5)外源施加ABA能显著诱导ELF4基因及蛋白表达,并使蛋白表达峰值提前,证明ABA信号能调控ELF4表达. (6)通过地塞米松(DEX)诱导ELF4入核,发现ELF4蛋白能够抑制自身基因转录;原生质体转录激活实验证明ELF4抑制FHY3对下游基因ELF4、CCA1及ABI5的转录激活过程,后续ChIP实验证明ELF4通过FHY3及其同源基因FAR1结合ELF4启动子FBS区.因此,ELF4能够通过FHY3负反馈调节ELF4表达. 综上所述,本研究证实ELF4能够作为ABA信号的正调控因子,不仅能促进内源ABA合成,还能促进ABA信号响应过程,且ELF4表达受ABA调控;同时ELF4与FHY3互作,抑制ELF4表达,实现对ABA信号及生物钟的稳态调控.