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纤维素是植物细胞壁的主要成分,在植物形态建成中至关重要。大量研究表明,光以及不同植物激素信号通路之间存在交叉互作关系。光影响激素的合成及信号传导,调控植物的形态建成。Herman Hofte实验室的研究表明,光敏色素信号激活纤维素合成酶CESA5的磷酸化,是调控下胚轴极性生长的重要机制。本研究以拟南芥CESA3两个关键磷酸化位点S211和T212的谷氨酸和丙氨酸突变体为研究对象,初步探讨了CESA3的磷酸化状态与油菜素内脂和光照信号间的互作关系及其对细胞的各项异性生长以及纤维素合成和沉积的作用。实验结果表明:1.CESA3磷酸化位点S211和T212的磷酸化状态对于植物不同组织的形态建成,包括下胚轴和根的散漫生长以及根毛的顶端生长,都具有重要的调节作用,且不同磷酸化位点在同一组织中的作用不同,例如,S211E突变对下胚轴生长的影响较小,而T212E突变则导致下胚轴长度显著变短。同时,同一磷酸化位点在不同组织中也具有不同的作用,例如,T212E突变对根长无显著影响,而其根毛的长度显著变短,表明CESA3的磷酸化作用具有组织特异性。2.与野生型相比,不同色光对CESA3的两对磷酸化突变体S211A和S211E以及T212A和T212E的下胚轴生长有不同的作用,初步说明光信号可能直接或间接通过影响CESA3的磷酸化状态,实现对下胚轴生长的调控。光敏色素PhyB主导的红光信号传导通路和PhyA主导的远红光信号传导通路可能对CESA蛋白的磷酸化状态有不同的作用,导致红光信号和远红光信号对不同突变体下胚轴的生长有不同的作用。3.在含有油菜素内酯EBL的培养基上生长的CESA3磷酸化突变体S211A、S211E、T212A和T212E,与相同条件下的野生型相比,油菜素内酯对下胚轴的生长也有不同的作用,说明S211和T212位点的磷酸化也可能作为BR信号传导通路的下游部分,参与调控下胚轴生长。