【摘 要】
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根毛的生长和发育增加了根的表面积,提升了根从外界环境中对水分和营养物质的吸收能力,同时在植物适应干旱胁迫下起到极为重要的作用。微丝骨架作为细胞骨架的重要组成部分,其对根毛生长的调节起到重要作用。然而,在干旱诱导根毛生长中微丝的动态变化及其调控机制尚不清楚。有研究表明,拟南芥微丝捆绑蛋白AtVLN4具有正向调节根毛生长作用。本实验室前期发现微丝解聚因子AtADF11具有负向调节根毛生长作用,并且在干
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根毛的生长和发育增加了根的表面积,提升了根从外界环境中对水分和营养物质的吸收能力,同时在植物适应干旱胁迫下起到极为重要的作用。微丝骨架作为细胞骨架的重要组成部分,其对根毛生长的调节起到重要作用。然而,在干旱诱导根毛生长中微丝的动态变化及其调控机制尚不清楚。有研究表明,拟南芥微丝捆绑蛋白AtVLN4具有正向调节根毛生长作用。本实验室前期发现微丝解聚因子AtADF11具有负向调节根毛生长作用,并且在干旱条件下,AtADF11基因表达会受到抑制。本试验揭示了干旱胁迫下AtADF11和AtVLN4通过影响微丝的动态来调节根毛生长的作用。具体研究结果如下:（1）通过观察和统计甘露醇处理下野生型（Col-0）的根毛长度和生长速率发现:甘露醇处理下,Col-0的根毛变长且生长速率加快,表明干旱诱导根毛快速生长。通过观察和统计甘露醇处理下Col-0根毛微丝形态和单根微丝动态变化发现:甘露醇处理下,Col-0根毛微丝变长,单根微丝发生切割和解聚频率变小,而聚合和捆绑的频率变大。（2）通过观察和统计甘露醇处理下Atadf11纯合突变体的根毛长度和生长速率发现:甘露醇处理下,与Col-0相比较,Atadf11的根毛更长和生长速率更快,表明干旱下AtADF11负向调节根毛生长。（3）通过观察和统计甘露醇处理下Atadf11根毛微丝形态和单根微丝动态变化发现:甘露醇处理下,与Col-0相比,Atadf11微丝变得更长,切割率和解聚率更小,表明干旱诱导根毛生长中AtADF11调节微丝切割和解聚过程。（4）通过观察和统计甘露醇处理下Atvln4纯合突变体的根毛长度和生长速率发现:甘露醇处理下,与Col-0相比较,Atvln4的根毛长度较短和生长速率较慢,表明干旱下AtVLN4正向调节根毛生长。（5）通过观察和统计甘露醇处理下Atvln4根毛微丝形态和单根微丝动态变化发现:甘露醇处理下,与Col-0相比,Atvln4微丝变短,聚合的速率变小和捆绑的频率变大,表明干旱诱导根毛生长中AtVLN4调节微丝聚合和捆绑过程。总之,本研究结果证实:干旱胁迫下拟南芥根毛细胞的微丝变长,单根微丝发生切割和解聚频率变小,而聚合和捆绑的频率变大,其中AtADF11调节干旱抑制的微丝切割和解聚过程,AtVLN4调节干旱诱导的微丝聚合和捆绑过程。因此干旱胁迫下AtADF11和AtVLN4通过影响微丝动态变化,在拟南芥根毛生长过程中发挥着重要作用。
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