高盐、干旱等非生物胁迫严重影响植物生长发育及作物产量。高盐胁迫造成植物细胞的离子毒害、渗透胁迫和氧化损伤等。因此,研究植物盐胁迫反应重要组分及功能途径,对于深入理解植物盐胁迫反应机制,合理利用基因资源,培育耐盐、高产的农作物品种具有重要的理论及现实意义。MYB转录因子是植物中最大的转录因子家族之一,在植物应对生物及非生物胁迫反应中发挥重要作用。研究表明,MYB111在拟南芥中调控苯丙烷次生代谢产物黄酮醇的生物合成,而黄酮醇在保护植物免受生物及非生物胁迫下ROS伤害中扮演重要角色。本研究利用MYB111的T-DNA插入突变体、基因编辑纯合体及转基因超表达株系开展MYB111在植物非生物胁迫反应中的功能研究,取得了一系列的研究结果。通过纯合体鉴定、转化筛选等途径,获得MYB111转录子缺失的T-DNA插入纯合突变体(myb111)、MYB111基因编辑株系(myb111-d1)以及转基因超表达株系(OE-2和OE-8)。表型鉴定显示,myb111和myb111-d1在种子萌发和幼苗生长中对盐胁迫高度敏感,而超表达株系则显示出促进的耐盐性。盐胁迫处理下,与WT相比,myb111和myb111-d1幼苗中积累了较多的过氧化氢和超氧阴离子,而超表达株系中两者的积累显著较少,表明MYB111影响盐诱导的活性氧积累。检测正常生长及盐胁迫条件下myb111、myb111-d1、OE-2和OE-8中黄酮醇和花青素含量,结果显示MYB111正调控正常条件及盐胁迫下的黄酮醇生物合成,不影响正常生长条件下植物中花青素的积累,负调节盐胁迫下花青素的生物合成。myb111和myb111-d1株系中O2-、·OH、DPPH自由基清除率和SOD、POD、CAT酶活力要显著低于WT;而MYB111超表达拟南芥中ROS清除率和抗氧化酶活性均显著高于WT。上述结果表明,MYB111通过调节黄酮醇生物合成及抗氧化酶活性调控盐胁迫下的ROS积累及植物的盐胁迫反应。qRT-PCR基因表达检测及MYB111启动子驱动的GUS转基因株系组织染色显示,盐诱导MYB111的表达。MYB111的突变抑制了正常条件及盐胁迫下黄酮醇生物合成途径关键酶基因CHS、CHI、F3H、FLS以及ROS清除酶基因SOD、POD、CAT等的表达。同时,在NaC1处理过程中,SOS1等盐胁迫反应基因在myb111中的表达水平较低,表明MYB111也可能通过SOS1等盐胁迫信号转导途径间接调节拟南芥的盐胁迫反应。组织表达的qRT-PCR检测以及MYB111启动子驱动GUS的转基因株系组织化学染色显示,MYB111基因在拟南芥根、茎、叶、花、果荚等组织中均有表达,其中在叶片中的表达量最高。作为R2R3-MYB类转录因子,MYB111定位于细胞核,具备转录激活活性,其激活黄酮醇生物合成途径关键酶基因的转录已经被证实,是否直接以植物氧化还原相关蛋白编码基因为靶基因调控植物逆境胁迫反应,还有待于深入研究。我们的研究显示,MYB111在拟南芥盐胁迫反应中扮演重要角色,主要通过促进盐胁迫下的ROS清除(调控黄酮醇合成和影响ROS清除酶基因的表达及活性)及调控盐胁迫信号转导途径参与植物对盐胁迫的响应。本研究为解析MYB111调节拟南芥非生物胁迫反应的功能和机制提供了研究基础和理论依据。