叶是植物进行光合作用的主要场所,对植物体的生长发育具有非常重要的影响。在叶发育的进程中,叶近-远轴面极性的正确建立是叶形态建成和功能行使的重要基础。拟南芥生长周期短,是研究植物基因功能重要的模式植物。GIR1和GIR2基因参与拟南芥根毛的发育,GIR1和GIR2作为GL2的适配蛋白控制根毛的形成（Wu and Vitaly,2017）。有趣的是,我们发现gir1-1/gir2-1双突突变体的叶发育异常,但GIR1和GIR2基因在叶发育过程中的功能尚不清楚。因此,对GIR1和GIR2基因在拟南芥叶发育中的功能开展研究具有重要意义。本研究对gir1-1/gir2-1双突进行了表型分析;对未突变的GIR1基因的超表达转基因植株进行了表型观察与分析;利用定点突变技术获得了两个表型稳定的超表达转基因株系:gir1和gir2;对gir1和gir2进行了表型分析、叶卷曲指数分析、卷叶相关基因表达分析、q RT-PCR分析、叶片近-远轴面细胞极性分析;对GIR1和GIR2基因进行了组织表达模式分析,并对GIR2基因进行了RNAi分析;同时,对GIR1和GIR2蛋白进行了亚细胞定位和互作蛋白分析。为进一步探讨GIR1和GIR2基因在叶发育中的功能和参与的调控网络奠定了基础。其主要研究结果如下:1、gir1-1/gir2-1双突的表型分析与野生型相比,gir1-1/gir2-1双突突变体的的第一对真叶中的其中一片叶片表现出异常,即在裂开的叶片上长出了新的叶片。表明:GIR1和GIR2基因很可能参与拟南芥叶片的发育。2、GIR1基因超表达转基因植株的表型分析为了进一步探究GIR1基因是如何影响叶发育的,我们构建了GIR1基因的超表达转基因株系。结果表明:与野生型相比,超表达转基因株系的子叶表现出异常,但表型不一致。其中,有的植株没有子叶直接长出了真叶;有的其中一片子叶退化的比较严重;有的一片子叶退化,另一片子叶成杯状;有的子叶融合。3、gir1和gir2的表型和qRT-PCR分析为了获得表型稳定的超表达转基因株系,我们分别对GIR1和GIR2基因进行定点突变,然后超表达。结果发现:GIR1基因第六个Lys位点突变成Arg的超表达转基因株系（gir1）和GIR2基因第二个Lys位点突变成Arg的超表达转基因株系（gir2）的表型相对稳定。与野生型相比,gir1植株较小、子叶融合、莲座叶为向下卷曲的不对称叶且伴随有结晶的形成、茎弯曲。并且有个别的转基因植株的莲座叶表现为针状叶。叶卷曲指数结果表明:与野生型相比,gir1和gir2的侧卷指数和纵卷指数均明显增加。gir2的表型与gir1表型非常相似。表明:这些表型很可能是由于GIR1和GIR2基因超表达或者异位表达的结果。q RT-PCR结果显示:表达量不是很高的超表达转基因植株仍有表型。表明:很可能是由于蛋白的积累从而产生相对稳定的表型。4、卷叶相关基因的定量分析选取拟南芥中与卷叶相关的基因进行定量分析,结果发现:与野生型相比,在gir1突变体中KANT1、KANT2、KANT6、STM的表达量均表现出不同程度的上调,在gir2突变体中KANT1、KANT2、STM的表达量均表现出不同程度的上调,KANT6的表达量略微下调。表明:GIR1和GIR2基因有可能通过对KANT1、KANT2和STM的正向调节作用参与叶的发育。5、gir1和gir2叶片近-远轴面表皮细胞的观察扫描电镜观察发现:与野生型相比,gir1和gir2的叶片表面的表皮毛减少、叶近轴面表皮细胞发生形变和叶片近轴面表皮细胞之间的距离变大;叶远轴面表皮细胞发生形变和远轴面表皮细胞之间的距离变大。表明:GIR1和GIR2基因可能通过影响叶片表皮细胞的极性参与叶片的发育。6、gir1组织学分析组织切片观察叶肉细胞的形态特征发现:与野生型相比,gir1的叶片向下卷曲的程度较大;叶肉细胞的极性发生了改变,栅栏组织特化为海绵组织,并且gir1主脉的木质部比较分散,维管组织的韧皮部包围着木质部。7、GIR1和GIR2基因的表达模式分析p GIRs::GUS和pGIR1::GFP结果显示:GIR1基因在叶原基、表皮毛、侧根的根尖中观察到强信号;GIR2基因在子叶、叶原基、SAM、真叶、表皮毛、根尖、侧根中表达。表明:GIR1和GIR2基因均可在叶原基中表达。8、GIR2基因的RNAi转基因植株的表型及q RT-PCR分析与野生型相比,GIR2基因的RNAi转基因植株茎生叶的叶形发生了改变;通过q RT-PCR检测了RNAi转基因植株茎生叶中GIR2的表达量,结果显示:与野生型相比,其表达量显著下调。表明:GIR2基因也可能参与茎生叶的发育。9、GIR1和GIR2蛋白的亚细胞定位分析分别利用野生型GIR1和GIR2基因的编码框序列构建了GIR1-GFP和GIR2-GFP瞬时融合表达载体,通过PEG介导拟南芥原生质体转化的方法,转化拟南芥的原生质体,GFP-GIR1和GFP-GIR2融合蛋白均在细胞核中可检测到GFP荧光信号,表明:GIR1和GIR2蛋白定位在细胞核中。10、GIR1和GIR2蛋白的互作蛋白分析为了进一步探究GIR1和GIR2基因所参与的调控网络,我们利用次序转化和酵母双杂的实验方法筛选并验证了与GIR1与GIR2蛋白有相互作用的蛋白。筛库结果表明:筛选到的很多蛋白都与AS1和AS2基因相关。酵母双杂验证结果表明:AE7蛋白与GIR1蛋白和GIR2蛋白均可发生相互作用。