成熟的雌配子体即成熟胚囊是被子植物进行双受精产生种子的场所,因此阐明胚囊发育的调控机制具有重要的科学意义和实践价值。但由于胚囊深埋于被子植物的雌性生殖器官胚珠中,对其发育机制的研究存在一定的挑战,一直是植物生殖生物学研究领域的前沿热点。高等植物双组分信号系统包括细胞膜上的组氨酸激酶（Histidine kinases）、胞内的组氨酸磷酸转移蛋白（Histidine phosphotransfer protein）和细胞核内的反应调节因子（Response regulator）。已有研究表明,拟南芥中组氨酸激酶CYTOKININ INDEPENDENT 1（CKI1）可以通过组氨酸磷酸转移蛋白AHPs调控胚囊细胞的命运决定,但是该信号通路的调控机制仍不清楚。为了进一步探究细胞分裂素信号通路对雌配子体发育的调控机制,本研究以模式植物拟南芥为材料,创建了用细胞分裂素反应调节因子ARR的启动子驱动核定位黄色荧光蛋白表达的转基因植株,发现了三个在成熟胚囊内有表达的ARRs,即ARR10/12/18。我们订购了ARR10/12/18的T-DNA插入缺失突变体种子,发现无法通过遗传杂交分离到三重缺失突变体,而arr10-5/+arr12-1 arr18-2、arr10-5 arr12-1/+arr18-2和arr10-5 12-1 18-2/+三种两纯合一杂合突变体植株自交后的果荚均出现严重的败育现象。分别将ARR10、12和18的启动子及其编码区序列融合YFP后转入突变体中,均可以完全回补三重缺失突变体arr10 1218败育的表型,表明ARR10/12/18冗余地调控拟南芥的生殖发育。利用回补材料观察这三个ARR在胚囊发育过程中的详细表达模式以及蛋白定位,发现从FG4期开始,这三者主要定位于合点端的细胞核中。通过互交实验统计配子体传递效率分析了突变体败育的原因,结果表明是突变体雌配子体的缺陷造成植株的败育。使用干涉差显微镜和共聚焦显微镜详细地观察了野生型和突变体植株胚囊的发育过程,发现胚囊发育至FG6-7期,即成熟胚囊时期,一半左右的胚囊出现塌陷降解的现象,这与报道过的cki1和ahp2 3 5突变体的胚囊十分相似,暗示ARR10/12/18可能与CKI1-AHP一起调控胚囊的发育。分析了野生型和突变体中胚囊各成员细胞标记基因的表达模式,发现在突变体中合点端细胞属性缺失,珠孔端细胞属性向合点端扩展,这也与报道过的cki1-9/+的表型一致,进一步表明ARR10/12/18可能与CKI1-AHP一起调控胚囊细胞的命运决定。此外,我们构建了arr10-5 12-1 18-2/+cki1-9/+四重突变体和arr10-5 12-1 18-2/+ahp2-2 3 5-2/+六重突变体,其败育更加严重,且有更高比例的胚囊出现与突变体arr10 1218/+一致的细胞属性改变,也证明了ARR10/12/18与CKI1-AHP一起调控胚囊的细胞命运决定。在胚囊中异位表达激活型的ARR10/12/18,与异位表达CKI1一样,都可以产生额外的类中央细胞;用CKI1和ARR18的启动子驱动激活型的ARR10/12/18可以回补cki1的败育表型,得到可育的cki1纯合植株,证明ARR10/12/18位于CKI1-AHP的下游调控胚囊中细胞的命运决定。为了探究该通路的下游元件,利用CRISPR/Cas9技术得到arr10-6 12-3 18cr和cki1cr纯合突变体,二者表现出一致的完全败育的表型。采集Col-0、arr10-612-3 18cr和cki1cr的第12花期的子房进行RNA测序分析,鉴定到在两种突变体子房中差异表达的基因（DEGs）,发现大量在arr10-6 12-3 18cr和cki1cr中均下调表达的基因,这一结果进一步证明CKI1和ARR10/12/18位于同一信号通路调控雌配子体发育。对下调表达基因进行了功能分析,发现大部分基因编码的蛋白属于分泌型小肽或者参与细胞壁代谢。我们利用RT-q PCR和表达模式分析检测了部分下调基因的表达水平,结果与RNA-seq一致。综上所述,这些结果表明,ARR10/12/18位于CKI1-AHP2/3/5的下游在胚囊发育过程中调控胚囊细胞的命运决定。