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对映-贝壳杉烷二萜化合物广泛存在于唇形科香茶菜属植物中,次生代谢产物通过枯枝落叶释放于土壤,影响自身以及周围植物的生长发育,对生态环境产生重要影响,即化感作用。生长素主要在植物的叶原基、幼叶以及根和发育的种子等部位合成,通过多种极性运输蛋白质将其运输至植物不同组织器官形成梯度分布,调控植物的生长发育。研究证实,化感物质可通过调节靶向植物的生长素途径影响其生长发育,但还鲜有报道萜类化合物介导植物生长素极性运输进而促进植物生长发育的研究。本文以对映-贝壳杉烷二萜epinodosin为受试化合物,以模式植物拟南芥的Col-0生态型、PINs::PINs-GFP和AUX1::AUX1-YFP融合蛋白标记株系,PINs::GUS和AUX1::GUS转基因报告株系为实验材料,对epinodosin促进拟南芥根生长发育进行了评估,并在细胞水平表征了该化合物对根分生区细胞分裂的影响,并着重研究了epinodosin影响拟南芥生长素极性运输与促进拟南芥生长的相关性,为次生代谢产物在低浓度下促进植物生长提供了新的证据。主要研究结果如下:(1)10μM、20μM、30μM和40μM的epinodosin在作用拟南芥幼苗96h后显示了对其主根和侧根显著的生长促进作用,其中20μM和40μM的epinodosin分别对拟南芥侧根原基和主根的促进作用最为明显;相同浓度的epinodosin也能显著促进暗培养下拟南芥的叶柄生长,但对下胚轴生长无显著影响。(2)10μM、20μM、30μM和40μM epinodosin可诱导拟南芥分生组织皮层细胞数量增多,显示epinodosin对拟南芥根尖细胞的分裂有促进的作用。(3)10μM、20μM、30μM和40μM epinodosin在24h内诱导DR5::GFP融合蛋白标记株根尖小柱细胞及静止中心细胞荧光与对照组相比显著增强,但当作用96h时根尖小柱细胞及静止中心细胞荧光显著减弱,但其两侧的侧根冠细胞荧光有所增强,并具有浓度依赖性,这表明epinodosin在短时间内使小柱细胞、静止中心及周围的侧根冠细胞内生长素积累增多,但随着培养时间增长这些细胞内生长素浓度降低。(4)10μM、20μM、30μM和40μM epinodosin处理拟南芥幼苗根尖24h~96h,其生长素输出载体PIN1和PIN2在转录水平及蛋白水平表达有显著的持续减弱,PIN4在高浓度条件下在转录水平及蛋白水平表达也有减弱现象;生长素输入载体AUX1在转录水平及蛋白水平表达有显著的持续增强,输出载体PIN3在96h时显示了转录水平及蛋白水平的表达增强;而PIN7输出载体蛋白表达无显著变化。(5)20μM、30μM和40μM epinodosin处理5种运输载体缺陷型突变体及野生型拟南芥幼苗7d后,发现epinodosin对pin4-3突变体的作用与对野生型的作用相似,即,对主根生长及侧根原基形成有促进作用并呈现显著性或极显著性差异,而对pin1、pin2 salk、aux1 salk突变体的主根生长和侧根原基形成未显示促进效应,对pin3-4突变体的主根和侧根原基的促进作用比野生型有所减弱,提示二萜epinodosin可通过pin1、pin2、pin3、aux1促进拟南芥幼苗主根及侧根的生长。综上,对映-贝壳杉烷二萜化合物epinodosin在10μM~40μM浓度下通过调节幼苗根生长素输出载体PIN1、PIN2、PIN3及PIN4以及生长素输入载体AUX1的表达活性,进而调节拟南芥根尖小柱细胞、静止中心及周围侧根冠细胞内生长素浓度,促进主根细胞分裂并促进其生长发育或促进侧根原基发育。