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膜联蛋白(ANNs)是普遍存在于原核和真核生物中的保守蛋白，具有依赖于Ca2+的磷脂结合活性，微丝结合活性以及氧化还原活性，参与小泡融合，质膜修复，以及响应环境刺激等多种生物进程。植物膜联蛋白已被证实具有调控胞外分泌、活性氧代谢以及抵抗渗透胁迫等功能，但是否还存在其他功能以及具体的作用机理尚不明确。 拟南芥的膜联蛋白基因家族共有8个成员，即AtANN1-AtANN8，它们分布于三条不同的染色体上，其中AtANN3和AtANN4，AtANN6和AtANN7在染色体上紧密连锁。拟南芥膜联蛋白在进化上形成两个分支，其中AtANN3、AtANN4和AtANN5相对于其他成员更接近于动物膜联蛋白。通过对AtANNsPro：：AtANNsCDS：：eGFP转基因拟南芥植株的活体观察和RT-PCR分析，我们对改变重力条件下拟南芥膜联蛋白的表达和分布变化进行了详细的研究，取得了以下几方面的结果： (1)膜联蛋白在拟南芥不同组织的定位既相似有又各有特点：对拟南芥不同器官的膜联蛋白基因的RT-PCR分析表明，AtANN1、AtANN2、AtANN3、AtANN4和AtANN7在根、茎、叶、花中均有表达，但表达量各不相同。AtANN5、AtANN6和AtANN8仅在花器官中检测到转录本。通过构建AtANNsPro：：AtANNsCDS：eGFP转基因植株，分析了各个膜联蛋白在组织水平和亚细胞水平的分布。在荧光显微镜下在所有组织中都没有检测到AtANN5，AtANN6和AtANN8的表达信号。AtANN1，AtANN2和AtANN7在子叶中有相同的表达模式，在叶脉、叶表皮细胞以及子叶尖端的生长点有较强分布。AtANN4在子叶中的分布比较平均。AtANN3的表达水平很低。在下胚轴中，AtANN1、AtANN2、AtANN4和AtANN7在维管组织、皮层细胞以及表皮细胞中均有表达，AtANN3的表达水平很低。在根中，AtANN1、AtANN2和AtANN7分布于成熟的维管组织中，而AtANN3和AtANN4在靠近根冠的初生维管组织中有表达，其中AtANN3在靠近根冠的根表皮细胞中有分布。AtANN2和AtANN4分别特异表达于侧根冠和根冠柱细胞中。pin2突变体背景下AtANN2在柱细胞中也有表达。在亚细胞水平上，AtANN1、AtANN2、AtANN3、AtANN7分布于细胞质，而AtANN4主要聚集在内质网上的特殊区域，而且这些结构大部分分布于细胞间。 (2)膜联蛋白对重力刺激的响应：在正常生长情况下，Atanns突变体和野生型幼苗的表型没有差异。Atann1&2&3三重突变体对改变重力方向刺激的反应慢于野生型。超重处理会导致野生型拟南芥根冠中AtANN2和AtANN4表达量的上调以及AtANN2在柱细胞中的大量积累。模拟微重力处理导致pin2突变体的AtANN2表达量上升，而野生型小苗的AtANN2没有变化。AtANN2在改变重力处理下的分布变化很可能和PIN2蛋白有关。对淀粉体沉降过程中AtANN4的动态变化观察表明AtANN4有可能在内质网参与的重力信号感知中有作用。 (3)AtANN4在内质网上的定位与其信号肽上特异的氨基酸序列有关：和其他膜联蛋白不同，AtANN4羧基端的内质网输出信号肽Asp-any residue-Glu(D×E)序列缺失，这可能是导致AtANN4定位于内质网上的原因之一。通过PCR方法将AtANN4的相应位点的氨基酸突变为Asp和Glu后，我们发现这两个氨基酸同时存在会导致AtANN4在幼苗所有组织中完全定位于细胞质中。这两个氨基酸中任何一个的存在导致在小苗不同组织中的部分或完全定位于细胞质中。其中，第一位的Asp在调控AtANN4的亚细胞定位中的作用比第二位的Glu更重要。 综上所述：本研究对膜联蛋白在拟南芥中组织、细胞和亚细胞定位进行了系统的研究，发现AtANN2和AtANN4在根冠中特异表达，其中AtANN4定位于内质网的特殊区域。详细研究了改变重力刺激对膜联蛋白表达分布的影响，发现AtANN2和AtANN4可能在植物根感应重力变化方面有重要作用；另外，还发现AtANN4在内质网上的定位与其信号肽的特定氨基酸序列有关。这些结果为进一步了解膜联蛋白在植物生长发育和响应环境变化中的作用及机制提供了新的证据。