根不仅为植物生长提供物理支撑,也从土壤中吸收水分和无机盐等养分供给植物生长所需。结构不同的根部区域通过接收-分析-应答模式对不同环境信号作出正确响应以完成不同生理功能。本实验研究模式植物拟南芥中根不同区域的光感受模式和不同光信号导致的生长差异。我们设计并制作了半遮光植物幼苗放置托架及LED侧向程控光照培养箱,模拟拟南芥在自然环境下的光照系统。对不同拟南芥突变体(phya, phyb, photl, phot1phya, phot1phot2)主根长度进行表型分析,发现不同光受体对拟南芥根部生长发育的影响不同。进而利用实时荧光定量PCR技术,分析不同光受体基因(PHOT1, PH0T2, CRY1, CRY2, PHYA PHYB)及生长运输载体基因(PIN1, PIN2, PIN3, PIN4, PIN7)在根部不同区域的差异表达。我们发现,根部遮光系统的培育系统中,以上基因的表达模式与其空间位置的关系与不遮光栽培系中显著不同。表明植物光信号通路相关基因的表达量确实受到根部光照条件的显著影响。同时本研究也运用新型荧光染料di-4-ANEPPDHQ处理野生型拟南芥幼苗根部,并在激光共聚焦显微镜下观察,通过分析根毛细胞和根尖表皮细胞不同质膜区域的GP值(Generalized Polarization)不同,发现根尖膜脂有序度不同,且根尖过渡区(Transition Zone)有序度显著提高,表明该处质膜有序度与其信号转导的功能与其生长发育的阶段密切相关。