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干旱可分为土壤干旱和大气干旱两种[1]。土壤中水资源的缺失是造成土壤干旱的重要原因，导致植物蒸腾所失去的水分过多，造成植株体内缺水，无法维持维持正常活动。空气过于干燥，相对湿度过低都是造成大气干旱的原因，蒸腾过强，根系所吸收的水分不能弥补蒸腾失去的水分。有时大气湿度较低，温度又太高，也会造成大气干旱。
干旱胁迫对植物的生长有着多方面的影响。干旱胁迫会导致植物的形态结构发生改变，由于气候干旱，植物光合作用降低，气孔不能正常开张二氧化碳供应不足，叶绿素的合成降低，叶绿素对二氧化碳的固定减慢[2]。另外植物的呼吸作用也被减弱，物质运输减慢；同化产物不能正常的分配；蛋白质的合成、叶绿素的合成等生物化学过程都会受到干旱胁迫的影响。干旱对作物生长发育以及产量的品质具有重要影响，对作物的分布扩展具有限制作用。植物在干旱条件下的适应能力最主要的与其自身的基因调控相关。若干旱程度控制在一定范围内，很多植物能够进行相关抗旱基因的表达，进而产生一系列生理、生化及形态等方面的变化，表现出其抗旱的综合性能。因而，从植物自身出发，深入探究植物的抗旱机理，阐明其抗旱特性，提高植物品种的耐旱抗旱能力，从而降低作物栽培的用水量，以确保在最大程度上提高作物的产量和品质，科学选育适宜广大干旱、半干旱地区种植的优良作物品种，将为合理利用水资源，积极改善生态环境，为生存资源、生态环境以及农耕业的可持续发展作出积极贡献。
植物不仅受到干旱胁迫的影响，还有盐胁迫、紫外线等其他的胁迫影响，植物耐旱性研究应用于多个方面[3]。对不同植物，进行不同程度的干旱胁迫会出现不同程度的影响。随着科学的发展进步，人们在耐干旱性作物的培育方面，研发出越来越多的方法，并且取得了不小的成就。成功获得了一些耐旱转基因植株[4]。但是，转基因植物也存在或有时会引起诸多问题。例如，培育转基因作物生产成本较高。随着生物不技术的不断发展，一些新的方法可能会发现，将为转基因植物工程带来新的生机[4]。
生长素作为一种重要的植物激素，参与植物生长发育的诸多生理过程。也对植物逆境生长有着重要的作用[5]，近年来，有关生长素作用机制及信号转导途径的研究取得了重大进展。拟南芥TIR1(transport inhibitor response1)基因编码蛋白被证实是生长素的直接受体，这一发现极大的加速了生长素信号转导途径的研究[6]。研究表明拟南芥中的TIR1受到miR393的靶向负调控，而植物MicroRNA(miRNA)参与植物生长和器官发育的各个方面，在不同层面对靶基因进行精细调控，这对于植物发育和逆境生物学研究具有重要意义。
我们之前的实验发现，过量表达不受miRNA调控的mTIR1基因增强了拟南芥高盐胁迫耐受性。实验证据表明高盐下过表达mTIR1基因能够通过诱导多种渗透调节物的产生，降低植物细胞水势，增加植株的渗透胁迫耐受性，因此我们也有理由相信过量表达mTIR1基因能够增强植株的干旱胁迫抵抗能力。
本研究拟使用mTIR1过量表达转基因系、tir1-1功能缺失突变体等材料考察干旱胁迫下主根相对伸长率等生理参数。从渗透因子，抗氧化酶及离子平衡等角度入手，测定SOD活性和丙二醛产生量变化等生理数据，综合分析过量表达mTIR1是否参与了植物耐干旱胁迫中的反应，以及潜在的作用机制，为植物的耐干旱机制研究提供新的数据和参考。
1过表达mTIR1影响拟南芥的干旱胁迫耐受性
1.1材料与方法