真核生物DNA复制与修复过程具有多种调节途径,增殖细胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen,PCNA)和复制因子C(replication Factor C,RFC)都是与DNA复制和修复过程相关的蛋白。在植物中存在着两个PCNA基因,PCNA1和PCNA2,但其分工作用机理尚不清楚。PCNA是DNA聚合酶δ活性的依赖因子,与DNA聚合酶a协调控制DNA复制与修复的过程。RFC在ATP存在的情况下,能将PCNA和DNA聚合酶δ装配到附有引物的模板上,从而有效的延伸DNA复制链。但有关RFC4与PCNA在植物中的生物学功能仍不清楚,是当前植物学科中发展亟待解决的问题之一。本研究通过RNAi干涉和超表达试验筛选获得了pcna1.PCNA2-OE纯合子植株及RFC4-OE植株,并以这些为材料研究了基因突变对植株生长发育及其抵抗不同浓度DNA复制毒性物质甲基磺酸甲酯[methyl methanesulfonate,MMS)的影响,探究了RFC4基因及其互作因子PCNA对拟南芥生长发育的调控作用。获得如下主要试验结果：1.筛选获得了表型明显的RFC4-OE植株,与野生型植株相比,RFC4-OE植株具有株型较小,叶片细长、叶柄较长,但该植株仍是杂合体,后代存在表型分离现象,分子检测结果表明,RFC4-OE中可能存在剂量积累效应,高剂量RFC4积累可能导致植株死亡。同时,通过多代筛选获得了表型稳定的pcnal、PCNA2-OE植株,pcnal是RNAi(RNA干扰,表达下调)突变体,与野生型植株相比,pcnal纯合子植株具有株型较小,早花,叶片较小、叶缘锯齿不明显,分枝甚少,根系较短且侧根较少等表型；而PCNA2-OE是超表达植株,其纯合子植株具有株型较矮,早花,莲座叶簇生,花薹较短,花序簇生,分枝较多等表型,说明PCNAl、PCNA2基因下调或上调显著影响了植株的生长发育。2.随着MMS浓度上升,野生型(Col-0)和pcnal植株生长受抑制程度增强,pcbal植株主根长度显著少于野生型植株的。野生型(Col-0)和PCNA2-OE植株生长随着MMS浓度上升,受抑制程度而增强,但PCNA2-OE植株主根长与野生型的无显著差异。另外,PCNA2基因超表达显著增强了PCNA2-OE植株叶片超氧化物岐化酶(SOD)与过氧化物酶(POD)活力,表明PCNA2-OE植株抗氧化与损伤的能力增强；荧光定量PCR结果也表明,PCNA2-OE植株抗复制损伤修复能力未受到影响,甚至还有所增强,说明AtPCNA1、AtPCNA2对植株抗DNA复制损伤修复和抗性生长具有重要调控作用。3.创建了一个稳定检测拟南芥植物细胞多倍性及细胞数目和大小的实验方案,发现pcnal、PCNA2-OE植株中第3、4片叶内四倍体比例皆高于野生型,但细胞核大小与Co1-0没有显著区别。PCNA2-OE植株中同一部位叶片中细胞数目与四倍体含量最多,pcnal植株突变体中同一部位叶片中细胞数目显著少于野生型植株的细胞数目,说明PCNA1和PCNA2对植株的细胞分裂有重要调控作用。