支链氨基酸（BCAA）是生物体内的重要代谢物质,其对于动物的生长发育是必不可少的,对于植物的营养代谢、生长、发育、响应胁迫等也是至关重要的。BCAA代谢与三酰甘油（TAG）积累之间的关系在人类和低等植物中研究广泛,但在高等植物中BCAA稳态变化对脂质代谢的影响尚不清楚。酮酸还原异构酶（KARI）是BCAA生物合成的关键酶,但其在植物发育中的功能并不清楚。为了探究KARI基因在植物发育中的功能,我们以拟南芥为材料,通过荧光定量PCR、组织化学染色的方法探究了它的表达模式,发现其转录本在幼苗、花和顶部茎等细胞分裂和分化旺盛的区域中大量积累。此外,还通过荧光蛋白融合表达确定了KARI蛋白定位在叶绿体中。为了研究KARI在植物发育过程中的作用,我们构建了它的反义表达载体并将其转化拟南芥。KARI表达水平明显降低的转基因植株表现出生长迟缓、叶片卷曲褪绿、植株矮小等多种表型,表明其对植物的生长发育有重要作用。另外,我们对野生型植株和KARI表达水平明显减少的转基因株系进行比较转录组分析,意外地发现转基因株系中两种脂质代谢途径受到了显著影响,其中角质层脂质生物合成途径显著下调,而由脂质衍生的激素茉莉酸（JA）生物合成途径显著上调。为了进一步验证BCAA代谢与角质层发育之间的关系,我们对角质层的两大组分即角质和蜡质的含量进行分析测定,发现KARI表达水平下调的转基因株系中角质层脂质生物合成过程明显发生改变。与野生型相比,转基因株系中许多角质单体成分明显减少,从而引起角质总含量显著下降;虽然转基因株系蜡质总量和野生型没有显著差异,但其中支链蜡质成分明显减少。以上结果证实支链氨基酸代谢过程与角质层的形态建成密切相关。总之,我们的研究详细阐述了KARI对植物生长发育的重要作用,也进一步拓展了人们对BCAA稳态与脂质代谢之间关系的认识。