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转录因子在植物响应逆境胁迫信号转导中发挥重要作用。本论文利用转录组和RNA测序数据库，对C2H2锌指蛋白A1亚家族的24个基因的表达模式进行了分析，发现一个C2H2转录因子基因的表达受冷胁迫特异诱导。我们进一步研究了该基因在拟南芥抗逆中的作用。 土壤中的耐旱性实验表明，在拟南芥中过量表达该基因可以显著提高植株的抗旱性，因此，我们将该基因命名为DT1(Drought tolerance1)。离体叶片失水实验证明拟南芥DT1过量表达株系（35S∶DT1）失水速率明显低于野生型。植株蒸腾失水与水分利用效率的测定结果显示，与野生型Col-0相比，35S∶DT1株系的蒸腾作用减弱，水分利用效率(WUE)显著提高。利用Li-Cor6400XT光合-荧光测定系统对气体交换进行测定，结果发现，在正常光照条件下，35S:DT1转基因株系的二氧化碳同化速率与野生型没有明显差异，而蒸腾速率减弱，因而瞬时WUE显著提高。 进一步研究发现，DT1过量表达导致叶片气孔密度显著下降，并且，对下表皮气孔密度的影响要大于上表皮。有意思的是，在不同转基因株系的下表皮中，气孔密度与DT1的表达量呈负相关，即存在剂量效应。在DT1表达较高的株系(35S∶DT1s)中，下表皮几乎没有气孔产生，雨上表皮依然有相当数目的气孔正常形成。通过对子叶气孔发育过程的连续观察，我们发现35S∶DT1中气孔前体细胞的产生受到严重抑制，致使气孔发生受阻和气孔密度下降。 我们利用qRT-PCR检测了21个气孔发育关键基因的表达，发现在35S∶DT1株系中SPCH（SPEECHLESS）的表达明显降低。此外，35S∶DT1s的下表皮中SPCH∶nucGFP的表达明显受到抑制，说明DT1的过量表达抑制了SPCH的转录活性。SPCH是气孔发育起始阶段的关键调控因子，其功能缺失突变体spch没有气孔产生，与35S∶DT1s株系下表皮气孔缺失的表型相符。而在上表皮的气孔前体细胞和新生气孔中，SPCH∶nucGFP的表达几乎不受抑制。SPCH∶SPCH-GFP的表达在野生型和35S∶DT1中水平基本一致，说明SPCH蛋白水平并不受DT1的调控。将PCH∶SPCH-GFP与35S∶DT1s杂交以特异提高35S∶DT1s株系中SPCH的基因表达水平，可以恢复气孔发生，说明DT1过量表达引起的SPCH表达抑制导致了气孔发育受阻。 当用DT1自身启动子驱动DT1表达时，气孔发育受抑制的表型更加明显，虽然DT1表达仅仅得到微弱的提高。这说明在拟南芥气孔发育过程中，DT1的时空表达调控对其作用的影响很大。利用RNAi抑制DT1表达能够促进气孔的发生，使气孔密度增加。说明DT1是调控拟南芥气孔发育的负调控因子。ChIP-qPCR实验证明，DT1能直接与SPCH启动子区域结合调控SPCH转录。 DT1pro∶DT1-GFP的荧光观测结果显示，在新生子叶中DT1融合蛋白信号可以在表皮细胞的核中观察到，而在叶肉细胞中则检测不到，这与大部分气孔发育相关基因的表达模式相一致。此外，DT1在根和成熟叶片表皮都几乎检测不到，只是在表皮毛中有表达。说明DT1可能特异在新生叶片表皮细胞中发挥作用的。 TMM和SDD1是两个已知的气孔发育的负调控因子，在它们的功能缺失突变体tmm和sdd1中，气孔密度增加了2-3倍。在tmm和sdd1突变体中过表达DT1也可以使两者的气孔密度显著下降，并且同样存在剂量效应。说明DT1对气孔发生的抑制过并不依赖于TMM和SDD1基因。 综上所述，DT1通过抑制SPCH基因的转录，对拟南芥气孔前体细胞的产生和气孔发育起负着调控作用。因此，DT1过量表达导致气孔密度的下降，以及植株抗旱性和水分利用效率的提高。