光作为一种能量物质为众人所熟知，然而在生物学研究领域，光则以一种信号因子已成为研究的热点。光作为信号因子不仅参与调控动物行为以应对复杂的环境变化，同时亦可在一定程度上影响植物生长发育，植物的向光性应答便是其中一种。植物的向光性运动有多种，包括向光弯曲运动，叶绿体避光运动，叶片伸展运动等等。本课题组一直以来则是着眼于蓝光诱导的向光弯曲反应，以期探究植物向光性运动的机制。　　就蓝光诱导的向光弯曲反应而言，主要由蓝光受体向光素PHOT1和PHOT2调节。其中，弱蓝光诱导的向光弯曲运动由PHOT1介导，强蓝光反应则由PHOT1和PHOT2共同调控。为了探究强蓝光诱导的向光弯曲机制，课题组以拟南芥突变体phot1为材料，进行 EMS诱变，获得向光弯曲缺失突变体，后证实突变基因为 NPH3。课题组前期以筛选到的点突变体为材料做了初步探究，本项研究则是以nph3-6（NPH3的T-DNA插入突变体）为材料，以期解析 NPH3基因的功能。表型分析显示，在强弱蓝光条件下，拟南芥突变体nph3与phot1 nph3，phot2 nph3以及phot1 phot2表型一致，缺失向光弯曲性，暗示NPH3是向光素PHOT1以及PHOT2的下游信号因子。而且酵母双杂交实验结果也显示NPH3与PHOT1以及PHOT2均具有明显的相互作用，由此我们推测NPH3可能作为向光素的一个共享因子，是向光弯曲信号通路中的必需元件。亚细胞定位分析显示，NPH3定位于细胞质膜，区别于典型的质膜分布蛋白，NPH3呈簇状分布于细胞质膜，进一步研究发现蓝光刺激后，NPH3蛋白的定位会发生“质膜-胞质-质膜”的迁移变化。推测，NPH3以这种膜质迁移的方式应答于蓝光刺激。　　蛋白互作分析显示，NPH3蛋白与向光素蛋白以及RPT2蛋白具有直接的相互作用。为进一步分析NPH3蛋白迁移的过程，探索了NPH3蛋白膜定位呈簇状分布的潜在调节因子，分别以NPH3互作蛋白相关拟南芥突变体为材料，探究NPH3蛋白定位的调控机制。结果显示，无蓝光处理即暗处培养，PHOT1、PHOT2以及 RPT2蛋白缺失，并不影响NPH3蛋白簇状分布，而施加蓝光刺激，NPH3蛋白的迁移应答反应却是有些许差异。在phot1突变体背景下，NPH3蛋白不能应答于蓝光刺激而从细胞膜脱落；而在phot2以及rpt2背景下，NPH3蛋白可以从细胞膜脱落，却不能恢复定位于细胞膜。综上所述，在蓝光诱导的向光性反应中NPH3蛋白在向光素以及RPT2的调控下，发生一系列迁移运动，进而感知以及传递蓝光信号。　　此外，酵母双杂交试验证明NPH3与PKSs家族蛋白之间存在相互作用，表型比较分析显示，拟南芥突变体nph3与pks1 pks2 pks4表型相近，强弱蓝光下同为缺失向光性，可能NPH3感知向光素传递的蓝光信号，通过PKSs桥联，将信息整合进而向下游传递。考虑到课题组前期证实PKS1与生长素运输载体PIN1蛋白之间有相互作用，我们分析了NPH3与生长素输出载体的相互作用，结果表明NPH3与PIN1，PIN2，PIN3，PIN4以及PIN7之间均存在相互作用，有趣的是PKS1，PKS2以及PKS4与PIN1之间也存在相互作用，很有可能NPH3与PKSs协同作用，在某方面调控生长素运输载体PINs。生长素运输载体 PINs蛋白的极性分布参与调控生长素的不对称分布，进而调控向光弯曲反应，而且表型分析也显示 PINs蛋白相关突变体或多或少有缺失向光弯曲性。　　综上，我们推测NPH3感知向光素传递的蓝光信号，通过PKSs桥联和信息整合，调控生长素输出载体PINs，影响生长素在下胚轴的不对称分布，造成胚轴照光侧与背光侧不对称生长，表现向光弯曲。