在本实验室前期发现突变体topp4-1的基础上,对其进行EMS二次诱变,以期筛选到恢复topp4-1表型的突变体。在134个二次诱变突变体库中共筛选得到13个恢复突变体,它们分别在株高、叶片形状、表皮细胞形态和果荚等方面恢复了topp4-1的表型。本论文主要选取其中两个突变体2731和2141为研究材料,分析其表型,利用图位克隆和全基因组重测序的手段对恢复topp4-1表型的基因进行定位,并初步对这些基因的功能进行了相关研究,进一步探索TOPP4的功能,为I型蛋白磷酸酶在植物发育中,尤其是植物激素信号转导中的重要功能提供实验依据。2731突变体恢复了topp4-的表型,表现出植株长高,莲座叶变圆,花序异常等表型。遗传证据表明恢复topp4-1表型的突变基因是由一对隐性核基因控制,图位克隆将突变基因定位在1号染色体上,位于分子标记F1N18和T19E23之间的730kb区间内。利用全基因组重测序分析该区间的基因,发现AFO基因的第1个外显子上有一个C到T的单碱基突变,造成脯氨酸突变为丝氨酸。AFO基因编码了一个F-box蛋白,参与调控花顶端分生组织的发育,本文中突变体命名为afo-11。外源施加不同植物激素处理发现,afo-11和咖-11topp4-1的下胚轴对外源GA3的敏感度降低,暗示着AFO可能参与了 GA信号通路。此外,afo-11 topp4-1双突变的根长对外源IAA的反应相对不敏感,推测AFO可能和生长素的合成或信号通路相关。2141突变体植株长高,叶片伸展,受精后心皮细胞生长停滞,导致果荚短小,种子畸形。图位克隆和基因测序发现控制果荚异常表型的基因为FUL,FUL基因是MADS家族的一个转录因子,本文中将突变体命名为ful-2。后续的遗传互补实验表明FUL调控了果荚的发育,但是FUL基因点突变可能不能恢复topp4-1的表型。基于此,我们利用topp4-1的表型进行图位克隆定位2141突变体中恢复topp4-1表型的突变基因,发现5号染色体上与FUL基因连锁的RPT基因发生了一个由C到T的单碱基突变,造成精氨酸突变为半胱氨酸。RPT基因编码一个植物抗病蛋白,属于CC-NBS-LRR家族,参与调控植物抗病抗逆过程。