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复苏植物是一类能忍耐极度脱水，以类似休眠的方式度过干旱期，在水分适宜时又迅速恢复生活状态而继续其生活史的植物。牛耳草（Boeahygrometrica）是一种在我国广泛分布的复苏植物，即使经过干旱，失水达95％以上，复水后仍可复苏，但其复苏的机制尚不清楚。来自不同植物的热激转录因子（Heat shock transcription factors，Hsfs）不仅可以提高转基因植物的耐热性，而且可以参与抗盐、抗氧化等多种胁迫反应。一些热激因子在过量表达的植株中提高了植物的抗性，但同时也造成了植物生长缓慢、植株矮小等表型，然而热激因子引起植物矮小的分子机制还未见报道。我们从牛耳草中克隆到一个干旱诱导的热激转录因子BhHsf1，对其表达、转录调控及功能进行了研究，并对其在牛耳草复苏机制中的可能作用进行了讨论。 BhHsf1氨基酸序列具备A类Hsfs中常见的DNA结合域、寡聚域、核定位信号域和C末端的激活域等结构域，但缺乏出核信号。在BhHsf1-GFP瞬时表达的烟草表皮细胞中，GFP荧光信号只能在细胞核里检测到，也证实了这点。BhHsf1的mRNA在干旱2小时被诱导表达，干旱8小时达到最高，且较高的表达量一直持续到干旱72小时。为了进一步研究BhHsf1的调控，用TAIL-PCR的方法获得了786 bp的启动子并构建了ProBhHsf1:GUS植物表达载体。在转基因拟南芥的幼苗中，GUS活性在生长旺盛的部位较强烈。在成熟的植株中GUS活性在热激和伤害诱导后增强。 为了研究BhHsf1的功能，我们构建了由CaMV35S驱动的过表达载体，获得了纯合的转基因拟南芥和烟草植株。两种转基因植物的抗热性都显著增加且转基因拟南芥的抗旱性明显增加。与其它一些Hsfs转基因植物相似，BhHsf1转基因植物都表现出植株矮小的表型。对拟南芥叶片的细胞学观察表明，转基因拟南芥地上部分器官变小的原因是由于细胞数目减少而非细胞大小的减小。 为了解BhHsf1的作用机制，我们用Microarray技术分析了在BhHsf1转基因拟南芥中基因表达谱的变化。结果表明，除热激蛋白外，还有参与抗氧化、渗透调节和分子保护的一些抗逆基因上调表达，这些抗逆基因的表达是转基因植物抗性提高的原因;而一些参与到细胞周期和DNA复制过程的基因却在转基因拟南芥中下调表达，这些基因的下调表达是转基因植物细胞分裂减少，器官变小的原因。这是首次对BhHsf1转基因植物植株矮小表型分子机制进行较深入的研究，对于BhHsf1功能的全面了解具有重要意义。 因此，我们认为牛耳草在干旱时诱导BhHsf1表达，BhHsf1一方面可以作为正向调控因子上调热激蛋白、抗氧化物质、渗透调节和分子保护的物质来应对干旱等逆境胁迫;另一方面可能作为负向调节因子降低细胞周期相关基因的表达，减少细胞分裂，降低能量消耗，尽快进入休眠期以应对不利的环境条件。 这些研究结果表明，BhHsf1是牛耳草中一个的干旱诱导型基因，对其转录调控的研究表明，BhHsfl可能参与多种胁迫反应;BhHsf1转基因植物对热激和干旱的耐受性明显提高，说明它在植物抗逆中有重要的作用;BhHsf1转基因植物中DNA复制和有丝分裂周期相关基因的下调表达，说明它在植物生长调控中具有重要功能。我们的这些研究将为最终揭示牛耳草复苏机制提供线索，并为培育抗逆植物品种提供了有效的基因资源。