植物生长素（Auxin）是植物生长发育的一种重要的调节剂,参与调控诸如胚胎发育、根的发育以及侧根形成等许多生理过程。然而,迄今为止,关于植物生长素是如何合成及其合成是如何被调控的研究仍然充满挑战。目前,我们已知植物体内生长素的合成根据合成前体的不同,分为两条途径:色氨酸依赖途径（Trp-dependent pathway,TD途径）和色氨酸非依赖途径（Trp-independentpathway,TI途径）。由于相应的突变体、基因或者中间代谢产物在色氨酸非依赖途径中知之甚少,所以目前关于生长素合成的进展主要集中在色氨酸依赖途径上。色氨酸依赖途径根据其中间代谢产物的不同又可分为四条支路,分别是:吲哚丙酮酸（IPyA）途径、吲哚乙酰胺（IAM）途径、吲哚乙醛肟途径（IAOx）和色胺（TAM）途径。这其中,IPyA途径,由于其催化途径中酶的确定以及催化机理的阐述,致使该途径是目前生长素合成途径中研究的最清楚的途径。在IPyA途径中,色氨酸（Tryptophan,Trp）首先经色氨酸氨基转移酶（TAA1）的脱氨作用,合成IPyA,随后在黄素单加氧酶（YUCCA）的催化下进一步氧化生成吲哚-3-乙酸（IAA）。YUCCA基因家族具有11个成员,功能高度冗余。一直以来,对于YUCCA基因家族的研究都局限在超表达该基因以及多突的构建上。通过实验室建立的生长素代谢缺陷突变体筛选体系,筛选到两株在含有0.1μM玉米素（trans-Zeatin,tZ）的培养基上根卷曲的突变体,分别命名为ckrc2(Cytokinin induced root curling 和 ckrc3。图位克隆、全基因组重测序以及分子互补的结果显示,ckrc2为已知的生长素合成基因YUCCA8C（AT4G28720）的等位突变体,T-DNA插入导致AT4G28720启动子以及部分编码区缺失。ckrc2表现出较短的根和下胚轴等明显的低生长素表型以及对细胞分裂素的不敏感性。LC-MRM-MS的激素测定结果显示突变体中的游离生长素及其代谢物的含量均明显下降。ckrc1-1/ckrc2-1双突具有亚加性表型、pCKRC1::CKRC2（ckrc2）转基因植株根竖直生长以及p35S::CKRC2（Col）和pCKRC1::CKRC2（Col）转基因植株的高生长素表型能被CKRC1/TAA1特异性抑制剂L-犬尿素抑制的结果表明,CKRC2与CKRC1位于同一通路,且CKRC2负责编码一个限速酶。蛋白体外表达实验表明,CKRC2/YUCCA8同家族内其它已报到生化功能成员相同,都能够催化IPyA到IAA的转化。进一步地分析所有YUCCA家族突变体的表型,ckrc2-1/yucca8是唯一在含有0.1 μM tZ培养基上具有根卷曲表型的成员。结合YUCCA家族成员的基因表达模式及受细胞分裂素诱导表达情况的结果,我们推断ckrc2/yucca8具有类似于ckc1-1明显根卷曲表型的原因是其在根中具有较高表达并且这种表达受到细胞分裂素的正调控。进一步的实验结果表明,细胞分裂素对于根中生长素合成的调控主要是通过AHK3-ARR1/12信号通路介导上调CKRC1/TAA1-CKRC2/YUCCA8通路完成。除此之外,我们的实验结果也表明,高温可以通过上调CKRC1/TAA1-CKRC2/YUCCA8的表达实现促进生长素合成的作用。而已有的实验证据也表明参与CKRC1/TAA1-CKRC2/YUCCA8温度调控的转录因子PIF4,同样参与到细胞分裂素诱导CKRC1/TAA1-CKRC2/YUCCA8的过程。通过图位克隆和全基因组重测序的方法确定ckrc3的突变基因为编码N-乙酰转移酶非催化亚基的AT5G58450,ckrc3编码区732位的G点突为A产生终止突变,导致蛋白质翻译的提前终止。该突变体表现出更短的根、叶柄以及下胚轴等明显低生长素表型。LC-MRM-MS激素测定结果表明其内源生长素含量降低。考虑到编码N-乙酰转移酶催化亚基（AT1G03150）的T-DNA插入失活突变体具有同ckrc3相似表型,我们推断CKRC3可能通过与N-乙酰转移酶催化亚基结形成N-乙酰转移酶复合体以一种新的蛋白N-乙酰化的方式调节相关蛋白的稳定性及相互作用,进而调控生长素的代谢平衡。综上所述,通过我们实验室建立的筛选体系能够比较有效的筛选到生长素代谢缺陷的突变体。目前关于已经筛选到的ckrc2-1/yucca8突变体的研究,将有助于我们揭示细胞分裂素在植物根的发育中的调控机制,而对于ckrc3的研究或许能够阐释一种新的在蛋白修饰水平上对植物内源生长素调控的机制。