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植物发达的根系统负责将其固定在土壤中,承担吸收土壤中水分和营养物质的重要作用。为了更好的适应环境,在获取营养和避害之间维持平衡,植物会精细地调控其根系统的发育,尤其是侧根的发生。因此,研究侧根发生的调控机制对改善植物的生存能力,更好地利用土地资源有重要意义,一直是研究的热点。相对于侧根起始调控的研究,前人对侧根突出过程调控机制的研究不够深入。我们通过对一个未知功能的bHLH(basic helix-loop-helix)转录因子bHLH112的探索性研究,初步揭示了其在拟南芥发育中的作用,并重点对其在侧根突出过程中与生长素信号的互作进行了较为细致的探索。研究结果主要有以下几点：1.对bHLH112基因的表达模式进行了较为详细的分析。半定量PCR和bHLH112启动子驱动的GUS报告基因检测结果显示,bHLH112表达广泛,在莲座叶、茎和茎生叶中表达较高,主要在成熟维管组织和表皮毛中表达。通过荧光定量PCR的方法研究了各种激素和非生物胁迫处理对野生型中bHLH112基因表达的影响,揭示了bHLH112可能参与SA和ABA介导的生理过程和对盐胁迫的应答。我们还验证了bHLH112蛋白作为一个预测转录因子的细胞核定位情况。2.对bHLH112基因的过量表达株系和功能缺失突变体表型进行了分析。与野生型相比bHLH112过量表达株系幼苗有明显的少侧根表型,显微观察发现,侧根数量的减少是由于侧根突出受到了抑制。过量表达株系中出现大量形态异常的原基,顶端平钝,滞留在主根内皮层中。3.研究了bHLH112过量表达株系中侧根发育异常与生长素的相关性,验证了bHLH112通过影响生长素信号调控侧根的突出。DR5::GUS染色结果显示了过量表达株系中侧根原基突出过程中生长素信号逐渐减弱,原基临近处主根皮层和表皮细胞的生长素信号降低。外源施加生长素能够回复该部位的生长素信号,同时也能够回复bHLH112过量表达株系少侧根的表型。随后我们检测了根中生长素相关基因表达水平,发现bHLH112过量表达株系中与侧根突出相关且受生长素诱导的部分细胞壁重塑酶基因表达水平与野生型相比显著降低。4.初步验证了bHLH112参与拟南芥对盐胁迫的应答。bHLH112过量表达株系对低浓度NaCl处理的敏感性高于野生型,表现为子叶绿化被抑制程度加强和侧根数目的急剧减少。同时,在NaCl处理条件下,bHLH112过量表达株系中盐应答相关基因的表达量也高于野生型,证明bHLH112正调控盐应答相关基因的表达。通过以上研究,我们证明了bHLH112转录因子可能参与了多种胁迫相关生理过程,如正调控拟南芥对盐胁迫的应答。bHLH112在根中特异的在突出阶段抑制侧根的发育,这一作用是通过降低侧根原基及其外侧生长素浓度,进而抑制细胞壁重塑酶基因表达来实现的。我们的研究填补了bHLH转录因子家族亚家族X成员生物学功能研究的空白,论证了侧根突出过程中生长素的作用模式,并可能为拟南芥在胁迫条件下如何通过影响生长素来塑造其根系统形态提供了有价值的线索。