生长素和油菜素甾醇在拟南芥根重力应答中的相互作用分析

向重力性（gravitropism）使植物的根沿着地球重力场的方向生长，引导根深深的扎入土壤中，一方面使植物得到很好的支撑，另一方面使其能够充分吸收土壤中的水分和矿质营养，是植物适应外界环境的一个重要特征。已知向重力弯曲是由生长素的侧向不对称分布造成的，生长素极性运输途径的AUX1、PIN2和PIN3基因突变后产生根向重力生长的缺陷。但是它们的单突变体都没有完全失去向重力性，暗示或者它们之间在向重力生长中的功能有丰余（redundancy），或者还有其它的基因或途径参与根对重力的应答。我们的前期工作发现油菜素甾醇（Brassinosteroids,BR）参与调节根的向重力生长，并与生长素有相互作用。我们已获得了生长素和BR合成途径及信号传导途径的相关突变体，以及它们之间的双突变体和三突变体，将利用这些材料系统研究BR在根重力应答中的作用机制，以及其与生长素的相互作用机制。

生长素和油菜素甾醇是两种重要的调控植物生长发育的植物激素，两者之间有密切的相互作用。本项目以模式植物拟南芥为材料，利用生长素和油菜素甾醇（BR）合成途径及信号传导途径的相关突变体，转基因株系，以及激素和抑制剂处理等方法，对生长素和BR在根向重力响应中的相互作用机理进行了系统的研究。主要有以下几点发现：1，在根向重力性生长方面，aux1 pin2 双突变体表现出与aux1单突变体相似的显著的向重力生长缺陷,而与pin2 单突变体相比则差异显著。2，BR负调控根对重力刺激的响应，而且其作用机制是抑制根尖伸长区生长素不对称分布的建立。3,进一步研究发现，BR处理减弱PIN2基因的表达，从而抑制根尖伸长区生长素不对称分布的建立。4，利用生长素合成缺陷突变体和生长素合成过量的突变体进行研究，结果发现生长素拮抗BR对根向重力响应的抑制作用。在本项目的资助下有两篇文章发表，一篇文章在准备中。其中一篇为关于生长素极性运输的特约综述，发表在《中国细胞生物学学报》；另一篇为SCI研究论文，发表在《Acta Crystallographica Section D: Biological Crystallography》，影响因子为14.103。在人才培养方面：本课题实施过程中，培养了5名硕士研究生，已顺利毕业。