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毛竹是中国最重要的经济竹种,也是世界上生长速度最快的物种之一,具有极高的经济、文化和生态价值。在短短几个月里,毛竹就能完成其竹秆秆形生长,高达20多米。然而,有关毛竹茎秆快速生长的分子生物学基础研究和其内在调控机制的研究至今较少。在研究毛竹快速生长分子机制过程中,通过异位表达毛竹cDNA文库至模式植物拟南芥,筛选出抑制拟南芥生长的糖原合成酶激酶GSK3（glyco gen synthase kinase）激酶家族的一个蛋白编码基因,命名为PeGSK1。本研究通过研究PeGSK1的功能以探究其在拟南芥及毛竹茎秆快速生长时期的功能。据报道,糖原合成酶激酶 3（glycogen synthase kinase3,GSK3）是一种高度保守的丝氨酸磷酸激酶,属于细胞质激酶的MAPK家族。拟南芥GSKs蛋白参与植物渗透胁迫应答、伤害应答和花发育调节等重要生命进程。更为重要的是拟南芥GSKs通过磷酸化BZR1而调控BR响应途径基因表达,从而在油菜素内酯（Brassinosteroids,BR）信号传导途径中扮演重要角色。本项目通过毛竹全长cDNA文库筛选并克隆出毛竹PeGSK1基因,在拟南芥及毛竹中对其开展功能分析。首先,利用生物信息软件和进化树分析来鉴定ATGSK1和PeGSK1具有同源性。从毛竹中克隆出P eGSK1基因并将其转化到模式植物拟南芥中进行异位表达:异位表达的PeGSK1基因出现了 BR相关表型,具体为:叶片变小、茎秆变短,植株生长速度缓慢等表型,同时过表达植株也出现了抑制叶片细胞的分裂和茎秆延伸等表型。接着进行了蛋白质缺失相关的实验:从拟南芥ABRC官网上订购了拟南芥ATGSK1基因缺失功能的突变体（SALK043420）,两个突变体都是T-DNA插入在ATGSK1基因的内含子区域,结果突变体atgsk1植株显示出比过表达PeGSK1和空载体对照更快的生长速度,包括叶片大小和茎秆高度,显示出缺失A TGSK1蛋白就会丧失对拟南芥生长的抑制作用。用酵母双杂实验证明PeGSK1能够与毛竹BZR1同源基因相互作用,定量结果表明:过表达PeGSK1提高了 BR相关基因的表达。对毛竹不同生长时期的定量结果显示PeGSK1在竹笋中的表达量最高,而在毛竹竹秆生长期中表达量较低等,这些结果表明PeGSK1在拟南芥及毛竹生长过程中起着重要作用。