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转录激活因子样效应物蛋白(transcription activator-like effectors，TALE)是一类具有特殊功能的蛋白，它具有识别A，T，C，G四个碱基的不同模块，通过这些模块的串联组合可以实现对DNA序列的特异性识别。通过与不同的功能结构域连接，TALE可以被改造为多种分子生物学工具，从而发挥不同的功能。转录激活因子样效应物核酸酶技术(transcription activator-like effector nuclease，TALEN)是近年来发展起来的一种具有高效基因编辑能力的新技术。与传统的RNA干扰与转录抑制技术不同，TALEN技术可以从基因组水平对靶标基因进行有目的的改造。然而，相比哺乳动物细胞而言，适合植物细胞应用的TALEN系统仍然很少，关于TALE在植物细胞中的功能也还有待进一步的探讨。本研究利用模块组装法(Unit Assembly)作为基本的TALEN载体构建方法，建立了一套适用于植物细胞表达的TALEN系统。更为重要的是，本研究发现在不连接任何功能结构域的情况下，仅依靠TALE蛋白自身即可实现对靶基因转录的有效抑制。 1.基于Unit Assembly的TALEN载体构建思路，建立了一套适用于植物细胞的TALEN表达载体:本研究对两个植物表达载体pSAT4和pSAT6进行了改造，使它们能够兼容于Unit Assembly的TALEN构建系统。为了检测所建立的TALEN载体是否能够有效作用于植物细胞中的靶基因，本研究针对拟南芥DET2基因设计并构建了两个TALEN质粒，TALEN-DET2-1和TALEN-DET2-2。通过T7E1核酸酶实验，对转化后的拟南芥原生质体细胞中DET2序列进行检测，结果表明约有10％的序列发生了突变，而对照1301TALEN-DET2的基因敲除效率约为6％。通过测序分析，进一步证实了TALEN-DET2-2所引起的序列突变。此外，本研究发展了一套通过GUS染色的方式对TALEN蛋白活性进行检测的系统。通过将TALEN和pBI101mG两个载体共同注射到拟南芥或烟草的叶肉细胞后，检测GUS染色斑点情况，即可定性检测TALEN的活性。pBI101mG的GUS序列中包含TALEN的靶点序列，使得原有载体中的GUS序列移码突变。当所构建的TALEN载体具有靶位点切割活性时，移码突变的GUS序列会有部分被修复成正确的读码框，从而使得GUS基因能够正常表达。 2.TALE在不连接任何功能结构域时，能够有效对靶基因的转录进行抑制:在筛选TALEN-DET2-1(TD1)后代中可以稳定遗传的突变体时，本研究发现一个有趣的现象，即TD1-2，TD1-3，TD1-13，TD1-14，和TD1-21等株系出现了类似det2突变体的表型，而DET2序列并未检测到任何突变。通过实时荧光定量PCR对这些株系中DET2的mRNA水平进行检测，发现这些株系中DET2的转录水平受到不同程度的抑制，且抑制程度和胚轴缩短程度成正比。进一步对这些株系中TALEN的表达水平进行分析，发现TALEN在靶基因正义链的结合影响了靶基因的转录。通过对pCAMBIA1300载体进行改造，并将TALE的表达序列连接于其中，本研究建立了TALE在植物中的过表达载体TALER。拟南芥叶片中的瞬时转化实验表明，靶基因DET2和BKI1的转录水平分别被抑制了46.5％和54.4％。并且，在TALER-DET2和TALER-BKI1的稳定转化植株中，DET2和BKI1的转录也均被有效的抑制。本研究还建立了一套TALE的诱导表达系统，并将其命名为iTALER。iTALER以pTA7002载体为骨架，可以很好地兼容Unit Assembly系统。通过用不同浓度地塞米松对植物材料进行处理，TALE可以实现不同程度的表达，从而对靶基因进行不同程度转录抑制。通过实时荧光定量PCR，对外源靶基因GFP的mRNA水平进行检测，发现GFP的表达量随地塞米松处理浓度的升高而降低。进一步采用可变角度全内反射荧光显微术(variable-angle total internal reflection fluorescence microscopy,VA-TIRFM)，对iTALER-GFP转化的后代植株中定位于细胞膜中的BRI1-GFP进行观察，发现BRI1-GFP的密度及单位面积荧光强度都随着地塞米松处理浓度的升高而降低。说明在不同浓度的诱导剂处理下，iTALER体系可以实现对靶基因不同程度的表达抑制。