芥子酸及其衍生物是苯丙烷类代谢过程中重要的中间产物，广泛参与种子萌发、植株生长发育等多个阶段的生理活动。芥子酸酯主要包括芥子酰葡萄糖、芥子碱和芥子酰苹果酸，这些衍生物在拟南芥和其他十字花科植物中有所积累，其代谢过程受植物生理周期的调控。有研究报道，芥子碱在种子萌发过程中扮演着重要角色，而芥子碱如何调控种子萌发，以及是否与脱落酸（abscisic acid, ABA）抑制的种子萌发过程有交联尚不清楚。　　本研究主要内容包括：⑴外源施加0.5mM芥子酸预处理拟南芥种子，对种子萌发情况进行了统计，实验结果表明，低浓度的芥子酸对种子萌发有促进作用，并且对ABA抑制的种子萌发有部分恢复功能，因此推测芥子酸对种子萌发过程的调控与ABA有着一定的联系。利用高效液相（LC-MS）对用芥子酸预处理后的种子进行内源的ABA和ABA-GE含量检测，发现芥子酸处理能够促进种子中 ABA向 ABA葡萄糖酯（abscisic acid glucose ester， ABA-GE）的转化，即降低了ABA水平，提高了ABA-GE的含量。⑵利用Real Time-PCR对ABA糖基化基因UGT71C5、UGT71B6、UGT71B7、UGT71B8的研究发现，外源芥子酸均能诱导这些基因的表达，其中UGT71B7基因表达量提高了大约3倍。另外，我们纯化了UGT84A2，通过体外糖基化实验发现，该酶能使芥子酸糖基化，却不能形成ABA-GE。这些结果暗示，芥子酸代谢可能通过影响ABA糖基化基因的表达，并打破了ABA含量的平衡，进而调控种子萌发过程。本研究提供了一个新颖模型，即芥子酸酯参与调控了ABA在种子萌发过程中的稳态。⑶芥子酸酯代谢途径不仅在种子萌发阶段发挥作用，在植物生长发育阶段也有一定的生理作用。紫外射线（UV）对于绝大多数植物的生长发育过程都是有损害的，植物通过各种各样的方式来减少这种伤害。当植物遭受到UV胁迫时，叶片中的芥子酰苹果酸（2-O-sinapoyl-L-malate）会大量积累，同时气孔出现关闭现象，对植物防御紫外辐射起到一定的保护作用。然而，芥子酸代谢在植物应答紫外线B（UV-B，280-320 nm）的过程中扮演着怎样的角色并不清楚。本课题利用0.5 Wm-2，4 h的UV-B处理芥子酸酯类物质合成相关突变体进行研究。结果发现：在植物应答UV-B的过程中，芥子酸对苹果酸的积累有促进作用，对H2O2积累表现出负调控作用。根据这些结果推测：UV胁迫下， 芥子酸苹果酸的含量会升高，进而影响保卫细胞苹果酸含量，最终导致气孔关闭。⑷利用0.5Wm-2，4 h的UV-B处理芥子酸酯类物质合成相关突变体进行研究。结果发现：芥子酸影响UV-B诱导气孔关闭过程中的苹果酸和H2O2的积累。推测可能机制是：芥子酸影响苹果酸以及活性氧的积累，进而影响气孔运动。