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脱落酸(Abscisic acid,ABA)在促进植物主根发育中起重要作用,但详细的分子机制有待阐明。E3泛素连接酶通过降解蛋白质参与调控植物的许多生长发育过程,但E3泛素连接酶RING家族成员ATL17是否调节ABA抑制的主根发育过程以及具体的机制尚不清楚。本课题通过鉴定获得了拟南芥ATL17的T-DNA插入纯合突变体atl17-1和atl17-2,并利用这些遗传材料对ATL17在ABA调控主根生长过程中的作用进行分析。ATL17定位在细胞质膜。GUS染色结果发现ATL17在幼苗根尖和主根中柱中表达,在叶和花中表达量高。表型分析发现,当不存在外源ABA时,野生型与atl17突变体在主根伸长方面没有明显差异,但在0.5 μM、0.7 μM及1 μM ABA作用下,突变体的主根伸长显著长于WT,表明这些突变体对ABA抑制的主根伸长不敏感。将ATL17在atl17-1中过表达后能够增加转基因植物RE1和RE2主根对ABA的敏感性,说明ATL17在调控ABA抑制主根伸长中发挥重要作用。对ABA作用下主根不同部位长度进行统计,发现与WT相比,atl17突变体主根分生区及伸长区长度显著大于WT,而RE1和RE2分生区和伸长区的长度长于WT,表明ATL17通过影响根部分生区和伸长区的生长调控主根发育。检测突变体与WT在主根分生区及伸长区细胞数量和细胞大小的差别,证明突变体细胞数量显著多于WT,但二者的细胞大小无显著差别,表明ATL17通过影响细胞分裂而不是细胞分化调控主根伸长。进一步研究发现,外源添加生长素外运抑制剂萘基邻氨甲酰苯甲酸(NPA)可以减弱ABA作用下atl17突变体与WT植株主根伸长的差异,但生长素内运抑制剂萘氧乙酸(NOA)不能恢复atl17突变体主根对ABA不敏感的表型。说明ATL17通过调节生长素的外运影响ABA抑制主根发育。通过外源添加乙烯合成前体(ACC)可以恢复ABA处理下at117突变体主根伸长的表型,表明ATL17可能通过影响乙烯信号介导ABA对主根伸长的抑制。DAB染色实验发现,ABA处理下,ATL17突变体主根H2O2水平低于WT,说明H2O2参与ATL17调控ABA抑制主根生长的过程。检测了 ABA处理不同时间根中一些基因的表达,这些基因包括生长素相关基因AUX1(AUXIN1)、PIN1(PIN-FORMED1)、PIN2、活性氧相关基因RbohD(Respiratory burst oxidase homologue D)和RbohF、细胞周期基因 CYCB2;1(B2-type cyclins)、CYCD3;1(D3-type cyclins)、CYCA2;1(A2-cyclins)、CDKA1(Cyclin-dependent kinase A1)和KRP2(Kip relatedprotein 2),结果显示,在ABA作用下,atl17突变体中AUX1、PIN1和PIN2表达量显著高于WT,CYCB2;1和CDKA1表达量显著高于WT。CYCA2;1表达量低于WT。CYCD3;1的表达量基本不变,atl17突变体中KRP2表达量低于WT。RbohD和RbohF表达量比WT低。这些结果说明ATL17可能通过抑制AUX1、PIN1、PIN2、CYCB2;1、CDKA1的表达调控ABA抑制主根发育。泛素化实验表明ATL17具有E3泛素连接酶活性。另外,体外实验表明ARF2(Auxin response factors 2)能与ATL17上游启动子区的ARE(AuxREs)元件(TGTCTC)结合。