根是陆生植物生长必需的组成部分,其生长和形态建成是植物发育中的重要一环,受多种内外环境信号和代谢途径的共同影响与调节。其中,染色质修饰起着重要的调控作用。组蛋白乙酰化与去乙酰化修饰是基因转录调控的关键机制之一,与基因表达的活跃和沉默密切相关。组蛋白去乙酰化酶（HDACs）作为在真核生物（包括酵母、哺乳动物和植物）中广泛存在的一个超基因家族,在调节植物生长、器官发育和逆境胁迫响应反应中起关键作用。前期研究表明,组蛋白去乙酰化酶AtHD2D的过表达可以有效增强拟南芥对非生物胁迫的抵抗力,但有关AtHD2D在拟南芥根发育中的功能目前尚未见报道。为了研究AtHD2D在根系发育中的作用和功能,阐明其对拟南芥根发育的调控机制,我们构建了拟南芥AtHD2D过表达株系、pHD2D::GUS株系,同时筛选得到AtHD2D T-DNA插入纯合突变体株系。并以这三种不同遗传背景的拟南芥为研究材料,初步探究AtHD2D在根系发育中的可能功能,为今后更进一步研究AtHD2D的生物学功能和发育的分子机制奠定基础。本论文的主要研究的结果如下:1、对AtHD2D启动子区域进行生物信息学预测和分析,结果表明AtHD2D基因启动子区域有一个生长素效应顺式作用元件TGA-element（Brassica oleracea）,另外还含有I-box（Zea mays）、TCT-motif（Arabidopsis thaliana）、GATA-motif（Solanum tuberosum）等几个光响应元件。2、利用GUS化学组织染色技术对pHD2D::GUS表达模式进行分析,结果表明:pHD2D::GUS转基因株系中GUS在拟南芥各组织（根、茎、叶、花）均表达,同时q RT-PCR分析也证明这一结果;pHD2D::GUS株系的染色结果表明在幼苗根中的表达部位主要集中在主根成熟区的中柱和侧根原基。3、对pHD2D::GUS转基因株系施加0.1μmol/L外源生长素IAA处理,经GUS化学组织染色分析,结果显示GUS在根中的表达上升,表明pAtHD2D启动的GUS的表达受生长素的诱导;对野生型拟南芥施加0.1μmol/L外源生长素IAA处理,q RT-PCR分析表明AtHD2D基因在转录水平表达量上升,结果证明AtHD2D基因的启动转录与RNA水平的表达均受生长素诱导。同时,在胁迫处理下（100 mmol/L Na Cl,100 mmol/L甘露醇）也导致AtHD2D转录水平表达量增加。4、通过对三种不同遗传背景的拟南芥株系根部表型进行分析,AtHD2D过表达可以使侧根数目和侧根原基数目增多,hd2d突变体株系侧根明显少于野生型。用不同浓度的Na Cl、甘露醇、IAA处理发现,AtHD2D过表达株系的侧根数目、侧根原基数目较野生型和T-DNA插入突变体株系都有显著的增加。5、Lugol染色结果表明,AtHD2D基因的上调或下调都会导致根尖小柱细胞发生不同程度的排列紊乱。q RT-PCR定量分析表明,AtHD2D过表达株系中根尖静止中心（quiescent center,QC）活性维持所需关键基因WOX5、PLT1、PLT2转录水平的表达下降,SCR、SHR转录水平表达上调。证明AtHD2D过表达影响根尖微环境的稳定。6、对AtHD2D过表达转基因株系和野生型株系侧根发育的相关基因进行q RT-PCR定量分析表明,AtHD2D过表达可以促进生长素信号介导的通路中关键基因ARF7、ARF8、ARF19、LBD16、LBD29、IAA13、IAA14、IAA28转录水平的表达。与野生型相比,过表达植株生长素运输相关基因则显示为PIN1下调,PIN3、AUX1上调,说明AtHD2D可能参与调节生长素在根中的运输。7、利用NBT化学组织染色和DAB化学组织染色对AtHD2D过表达转基因株系和野生型拟南芥根部ROS分布的分析表明,AtHD2D过表达可以促进O2·-在根部的积累。q RT-PCR分析发现,逆境胁迫下AtHD2D过表达可以影响活性氧代谢途径相关基因转录水平的表达,其中与活性氧产生有关的NADPH氧化酶At Robh D和At Robh F基因在转录水平上表达上升,而与活性氧清除相关的CSD、CAT基因在不同的胁迫下,其转录水平上的表达有所不同。8、将AtHD2D、At FIB1片段分别构建到Bi FC表达载体和酵母表达载体上,得到YFPN-AtHD2D、YFPC-At FIB1、p GBKT7-AtHD2D、p GADT7-At FIB1表达载体,经双分子荧光互补技术和酵母双杂交验证,AtHD2D与At FIB1之间存在互作关系。以上结果表明,AtHD2D通过影响根尖微环境维持所需基因转录水平的表达来影响根尖微环境稳态;AtHD2D在转录水平上调节侧根发育相关基因的表达,促使侧根的发生和生长;也可调节生长素输出载体PIN1、PIN3、AUX1表达,表明AtHD2D可能通过改变生长素在根中的梯度分布从而参与根的生长。同时,AtHD2D过表达可促使活性氧在根部的累积,说明AtHD2D也可参与活性氧介导的侧根发育过程。蛋白互作实验说明AtHD2D与甲基化之间存在一定关系。