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生长素（auxin）是最早发现的一类植物激素，在植物的生长和发育过程中发挥十分重要的作用，主要包括细胞伸长，细胞分裂，向地性和向光性的形成，维管组织的发育，根毛发育，花的形成等等。生长素的作用机制非常复杂的。近年来，生长素调节基因表达的分子机理取得了较大进展。其中Aux／IAA蛋白，作为一类转录抑制因子，已经被证明在生长素信号转导途径中起到极其重要的作用。Aux／IAA基因发生突变会使生长素反应因子（ARF）的功能产生紊乱，从而引起生长素相关生长和发育的异常。IAA2是拟南芥29个Aux／IAA基因家族成员之一，目前对该基因研究很少，还没有筛选到此基因的突变体。本文利用反向遗传学方法研究IAA2在拟南芥生长和发育中的功能，得到以下主要结果：1．利用ATP计划（Arabidopsis Tilling Program）提供的TILLING（Target Induced Lesoins in Local Genomics）技术服务共得到关于IAA2基因的10个点突变，用SIFT软件分析发现其中三个位点突变可能对蛋白质造成了毒害，但是，对这三个突变体进行表型观察时没有发现生长和发育的异常，揭示IAA2基因的功能冗余性。2．为了研究拟南芥生长和发育中IAA2基因的表达模式，我们构建了新的IAA2∷uidA （GUS）报告株系。观察转基因拟南芥的GUS染色模式发现，IAA2除了在维管组织表达外，还在生长素累积最多的地方表达，外源生长素处理能够强化这种表达。IAA2表达模式不同于已经报道的IAA7，IAA14，IAA17和IAA28。3．用35S启动子过量表达野生型IAA2，也用双链RNA技术干涉内源IAA2，分别得到了35个和26个转基因拟南芥株系。对这些株系进行表型观察，没有发现明显的生长和发育异常。这两个实验进一步提示了IAA2基因功能的冗余性。4．利用BglⅡ酶切位点，通过了三轮PCR反应，定点突变了IAA2蛋白结构域Ⅱ中的两个相邻的脯氨酸残基iaa2P65S和iaa2P66L。用35S启动子过量表达这两个定点突变的基因，发现转基因拟南芥菜在生长和发育上存在诸多明显缺陷。令人感兴趣的是，过量表达脯氨酸双突变(iaa2P65SP66L，转基因植株的表型是正常的。5．iaa2P65S和iaa2P66L转基因株系展示了多效性生长素相关的表型，主要包括，主根和下胚轴延伸的抑制，根和下胚轴的向地性缺陷，主根延伸和侧根诱导对外源生长素处理的敏感度下降，不定根数量增加，叶片上卷，顶端优势减弱等等，这些表型在其他Aux／IAAs基因中已经有所报道。另外，有些表型，如叶柄偏上生长、主根原基的发育异常，这些是IAA2突变后所特有的表型。这些结果说明IAA2在拟南芥生长和发育中既有冗余但又有独特的功能。6．用荧光显微镜观察了5种融合蛋白在转基因拟南芥中的的荧光信号，发现EGFP-iaa2P65S、ECFP-iaa2P65S和ECFP-iaa2P66L三者的荧光强度很强，均显著高于野生型EGFP-IAA2（近20倍），说明脯氨酸单突变增加了IAA2蛋白的稳定性（转录抑制因子不易被降解了），也同时产生了生长素相关的表型缺陷。7．用Western-blots检测了融合蛋白在转基因拟南芥中的累积，发现ECFP-iaa2P65S和ECFP-iaa2P66L大量累积，而野生型ECFP-IAA2只有微弱累积信号。在生长素处理下，ECFP-iaa2P65S和ECFP-iaa2P66L很难被降解，野生型ECFP-IAA2很快被降解。这进一步证明脯氨酸单突变造成转基因株系表型缺陷是由于增加了IAA2蛋白的稳定性而引起的。8．荧光显微观察和Western-blots检测表明，ECFP-iaa2P65SP66L转基因拟南芥没有荧光信号，也没有融合蛋白累积。说明两个脯氨酸同时突变反而降低了IAA2的稳定型。整合起来，我们的实验说明结构域Ⅱ中的两个脯氨酸残基在IAA2蛋白稳定性中起双重作用。