表皮毛是由植物的表皮组织形成的特殊的单细胞或多细胞结构,是特化的表皮细胞,是植物与环境之间的一道屏障。表皮毛参与植物对生物、非生物逆境胁迫响应等重要生物学过程,具有重要的生物学功能,并且有的种类的表皮毛还具有经济价值,例如棉纤维就是经济作物棉花胚珠的表皮毛,有的分泌性表皮毛合成的代谢产物如生物碱、油脂等广泛应用于医药、食品以及化妆品等行业。同时,表皮毛也是研究植物细胞命运调控的优良模式系统。因此揭示表皮毛细胞形成和发育的关键因子和调控机制,具有重要的理论和应用价值。本实验一方面通过筛选拟南芥激活标签突变体库,获得一个表皮毛突变体vat-002-07,并对其表皮毛表型和对遗传学特性进行了分析,运用TAIL-PCR对该基因进行定位;另一方面通过对gl2-3诱变库的筛选得到一个表皮毛发育缺陷突变体M28-12,对其进行了遗传学分析、表型分析、背景纯化和图位克隆。以下是目前的主要实验结果:1、vat-002-07突变体,与野生型相比,该表皮毛突变体一个显著的特点是莲座叶表皮毛逐渐增加的表型。前两片莲座叶无表皮毛,从第3片莲座叶开始,表皮毛逐渐增加,到第8片莲座叶表皮毛基本覆盖叶面;抽薹后,主茎基部大约1 cm左右几乎无表皮毛,随着植物生长主茎上出现表皮毛,但表皮毛的密度比野生型稀少。通过TAIL-PCR鉴定vat-002-07突变体中激活标签插入位点为拟南芥三号染色体AT3G27920(GL1)起始密码子上游+68碱基处。2、M28-12 single突变体,与野生型Col相比,该表皮毛突变体发育表型表现为丛生、花发育异常、结实率低、矮化、叶向内卷曲,表皮毛发育不全,叶上大部分表皮毛发育受阻,呈萎缩状态,而且最特别是特征是在花序茎的上端、花梗或角果柄、角果表面覆盖有泡泡状“表皮毛”。通过图位克隆技术将M28-12 single突变体突变位点精细定位到拟南芥一号染色体上分子标记F3F9#1与T30F21#2之间,大约44 kb的区段。通过对该区间的基因进行测序,发现AT1G78570基因的的+955 bp处碱基由鸟嘌呤(G)突变为腺嘌呤(A),从而使编码的Gly165(甘氨酸)变为Asp165(天冬氨酸)。综上所述,本实验获得较好的表皮毛突变体遗传材料,进行相关遗传表型分析并对突变基因进行克隆,为进一步研究表皮毛相关基因功能,完善植物表皮毛形成和发育的分子调控模型奠定了基础。