双孢蘑菇（Agaricus bisporus）是一种产量高、消费量大、栽培广泛的食用菌。不耐高温是限制其人工栽培的主要因素。因此,深入了解双孢蘑菇的耐温机制和培养新型种质优良的耐高温菌株,具有十分重要的生产价值和理论意义。本实验室通过比较耐温型双孢蘑菇02菌株和常规双孢蘑菇8213菌株之间的转录组表达差异,筛选出一个与耐温相关的基因,对氨基苯甲酸.（PABA）合酶基因（Pabs）。该基因编码的PABA合酶（PABS）参与双孢蘑菇中PABA的生物合成。PABA是合成叶酸的一个重要前体,而叶酸是生物体内一碳单位的重要受体和供体,在一碳单位（C1代谢）转运过程中起辅酶作用;PABA还可以显著提高双孢蘑菇的耐温特性,然而其作用机制还不清楚。我们通过转基因技术获得Pabs基因过表达的转基因拟南芥,主要研究了过表达Pabs基因对拟南芥生理形态的影响,以及探讨Pabs基因在拟南芥防御逆境胁迫的信号通路中所起的作用。通过根癌农杆菌将双孢蘑菇Pabs基因导入拟南芥植株,该基因整合到拟南芥基因组DNA中并稳定遗传至后代,表达出具有生物活性的PABS蛋白,促进植物中PABA的合成。我们的实验结果表明Pabs转基因拟南芥中总PABA浓度可达到野生型拟南芥中总PABA浓度的3倍。在拟南芥中对Pabs基因进行生物学功能分析具有一定的理论依据。PABA可以调节拟南芥的生长发育。拟南芥氨基脱氧分支酸合酶基因（adcs）是PABA合成关键基因,该基因突变会导致胚乳败育。过表达Pabs基因对成熟拟南芥植株的表型没有明显的改变,但是会轻微抑制拟南芥幼苗主根的生长,表明了 PABA参与了拟南芥根的生长调控。与之相应,外源100 μmol/L PABA能显著抑制拟南芥根的生长,同时促进根毛的发育。另外,PABA会导致根尖生长素的积累。进一步研究表明,过表达Pabs基因导致根尖ROS水平上升,特别是在侧根冠（lateral root cap）和淀粉粒细胞（COL）中积累了大量的ROS。我们推测Pabs基因可能通过促进ROS的产生来调节植物根的生长发育。ROS处于各种信号转导网络的中枢位置,ROS动态平衡的改变不仅可以调节生物体的生长和发育,还可以提高植物体抵御生物胁迫和非生物胁的能力。在拟南芥中,我们发现过表达Pabs基因会诱导PR-1的表达,但是在Pabs转基因植株中水杨酸的含量没有增加。我们实验室之前的研究发现,在双孢蘑菇中过表达Pabs基因或者添加PABA可以增强双孢蘑菇对高温的抵抗能力。因此我们进一步研究了 Pabs基因对拟南芥耐热特性的影响。在热激条件下,Pabs转基因拟南芥下胚轴和根的生理形态和野生型相比没有明显的差异。但是在正常条件下,过表达Pabs基因会轻微诱导HSP101和HSP70的表达;而且在高温胁迫下,过表达植株中HSP70表达提高幅度要明显大于野生型。我们的结果表明过表达Pabs基因所导致的HSPs变化似乎不会引起拟南芥产生耐热的表型。我们还发现Pabs转基因拟南芥对UV-C的敏感性减弱。在UV-C处理后Pabs转基因植株系表现出较高的相对根长和较少的白化子叶。UV-C辐射会导致PABA的积累,表明PABA参与到植物响应UV-C胁迫的信号通路。过表达Pabs基因可以保护植物的DNA,增强植株对UV-C的防御能力。我们认为PABA是从多个方面来提高植物对UV-C抗性。PABA可以直接吸收UV-C,减少UV-C对细胞的伤害;也可以介导ROS生成从而提高植物抗氧化酶SOD和APX的活性,最终减少UV-C诱导的ROS积累;最后PABA还诱导DDM1基因的表达,维持拟南芥DNA的稳定。综上所述,本学位论文研究发现,双孢蘑菇PABA合酶基因Pabs能够在拟南芥中稳定遗传、表达,提高拟南芥的PABA水平;植物中PABA除了作为叶酸合成中的重要前体,还可能作为一种新型的次级代谢产物通过调节ROS的平衡来参与植株生长、发育和抗逆等过程,对农作物品种改良具有一定的参考意义。