矿质营养是植物赖以生存的物质基础,它不仅影响植物正常生长发育、作物的产量和质量,同时也是植物进化和产生多样性的决定性因子之一。因而矿质元素的研究在基础理论和实际应用方面都具有非常重要的意义。花发育是植物生命周期的关键步骤,在这个时期花的模式和花器官的特化建立,伴随着早期的细胞分裂和后期的细胞分化,完成授粉受精过程。拟南芥的花发育过程已经被研究的非常清楚,但是矿质元素在花发育过程中的作用及动态变化仍不清楚,主要的限制因素是取材。花发育早期的花原基太小,难以取得足够量同时期的材料用来检测离子含量。本研究中,我们利用一个开花诱导系统帮助我们克服取样困难,从而使我们能够检测从花发育起始到成熟过程中的离子组变化。首先,我们在前人研究基础上,分析了花发育过程中编码离子转运蛋白的基因的转录水平的变化。我们发现转运蛋白变化最明显的阶段是从花发育起始的第五天到第七天。与之相对应的是,花发育过程中主要离子组的变化也发生在这个阶段,表明这个阶段是花发育过程中离子含量转变的关键时期。我们同时观察了花发育过程中液泡大小和数量的变化,发现同样是在第五天到第七天,液泡发育变化最明显。在这个阶段,胞内数量不等的小液泡融合成一个大的液泡,暗示了液泡可能参与花发育过程中离子组的调控。为了更进一步研究花发育过程中重要的离子转运蛋白,我们深入研究了其中一个Na+转运蛋白HKT1。我们发现AtHKT1在花发育后期表达量有显著的上调,主要在花器官的维管组织中高表达,而且在100 mM NaCl处理条件下,hkt1突变体花中会积累更多的Na+。由此我们推断AtHKT1是控制花发育过程中Na+含量降低的关键因子。在盐处理条件下,hkt1突变体会出现不育的表型,不育的原因主要是花丝延长受阻和雌蕊损伤。本研究为理解植物地上部离子组的调控提供了新思路,并且强调了 AtHKT1在调控花中Na+含量的重要作用。