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生长素是最重要的植物激素之一,生长素的功能主要被其局部自由态生长素的浓度所决定。调控组织、细胞内自由态生长素的浓度主要有3方面的因素:生长素的极性运输、生长素的合成以及生长素的代谢。其中,生长素的合成与极性运输已经被较为详尽的研究,获得了大量的研究成果。生长素的代谢主要包括生长素的结合态与自由态的相互转化,以及部分结合态的生长素最终走向降解。目前,对于生长素代谢调控进展较少,仅仅知道一些相关的酶在其中起作用。这一过程是否对于植物的生长发育有重要作用,以及这一过程的调控机理,我们知道得很少。这部分的研究已经成为生长素研究领域最薄弱的环节之一,急需发展。我们实验室报道的URO基因是最早报道的可以调控植物体内源生长素动态平衡的转录调控因子。已有的研究结果表明,在uro突变体中,URO基因过量表达导致自由态生长素含量明显升高,进而出现一系列的生长素过量相关的表型。但是更进一步的深入了解URO基因的功能和作用机理,需要以其缺失功能突变体为材料来进行研究。我们通过人工miRNA的方法,获得拟南芥URO基因功能缺失突变体amiRNAURO。amiRNAURO转化子体内URO基因表达下调,内源生长素含量降低,进一步证明了UR 基因是能够调控植物生长素代谢的转录调控因子。本研究表明URO基因与SPL基因互作,参与调控拟南芥生殖发育;URO基因也参与营养生长,包括气孔、叶片发育等。我们无法获得amiRNAURO纯合子,观察其T1代发现一系列表型:植株矮化、叶片变小、气孔发育异常、花型异常、花粉发育异常、果荚变短、育性下降等。扫描电镜观察转化子花粉发现花粉壁表面结构异常,呈平滑状。通过半薄树脂切片发现转化子花药发育过程中绒毡层形成异常,部分小孢子发生破裂,花粉数目减少。遗传学分析表明,带有amiRNA URO构建的配子全部死亡。此外,通过qRT-RCR分析表明转化子叶片核内复制相关基因MCM2、MCM5表达发生了改变。表明URO基因参与调控细胞基因组复制与分裂。另外,本研究还探究了UR 基因与生长素合成相关基因的关系,进一步揭示URO基因的功能。