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世界范围内,大约50%的可耕地是酸性土壤,而铝毒害是酸性土壤中影响作物产量的主要限制性因素之一。在酸性土壤中游离出来的铝离子严重影响植物根系的生长发育,目前的研究发现了铝胁迫能够诱导有机酸的分泌从而使植物减少铝毒害,另外近期的研究结果也表明生长素、乙烯及细胞分裂素等都参与铝胁迫对拟南芥主根伸长的抑制过程。为了分离新的参与铝胁迫调控植物根伸长的调控因子,我们利用TAA1:GFP转基因株系,在铝诱导的条件下通过流式细胞分选技术,分离能够受铝胁迫诱导并且在根尖转换区表达的基因,并研究其作用机理。我们筛选到两个在转换区表达的基因TEZ2和TEZ3。通过对TEZ2p:TEZ2.GFP/GUS转基因植株GUS染色分析发现,TEZ2基因在转换区、伸长区及成熟区表达,但主要在转换区表达,并且TEZ2基因在转换区的表达受铝的诱导。而TEZ3主要在中柱、中柱鞘及维管束中表达。我们利用CRISPR/Cas9技术创建并成功获得TEZ2突变体tez2-1和tez2-2以及TEZ3突变体tez3-1和tez3-2,并对其突变体进行表型分析。结果发现用6μM AlC13处理tez2突变体时,与野生型对照相比tez2表现出明显抗铝表型。为了研究TEZ2如何参与调控铝胁迫的分子机制,我们首先研究了铝胁迫条件下生长素和乙烯对铝诱导TEZ2在转换区表达的影响,结果显示生长素能够增强铝对TEZ2在转换区诱导,而乙烯不参与这一诱导过程。为了探究tez2突变体耐铝的表型是否和有机酸有关,我们检测了tez2突变体中柠檬酸和苹果酸的转运载体ALMTI和MATE以及STOP1的表达量,结果显示在突变体中这三个基因的表达量明显下调,这表明tez2突变体抗铝不是通过此调控途径。为了进一步研究TEZ2参与调控铝胁迫的分子机制,我们通过酵母筛库实验筛选到了与TEZ2互作的蛋白ACO1。ACO1编码顺乌头酶,能够催化柠檬酸到异柠檬酸的转化,因而TEZ2功能失活可能影响了柠檬酸到异柠檬酸的转化。高效液相色谱仪测定tez2突变体中柠檬酸的含量显示tez2突变体中柠檬酸含量上调。这一系列的变化使tez2具有抗铝的表型。用6 μM AlCl3处理tez3突变体时,与野生型相比突变体没有明显的抗铝表型。但是表型分析发现tez3侧根明显减少。时空表达分析发现TEZ3主要在根的中柱表达,酵母双杂交结果表明,TEZ3不与侧根发育关键基因ARF7、LBD互作,然而在tez3突变体中LBD基因表达量下调。tez3突变体中LBD基因表达量下调的机制以及TEZ3如何参与侧根发育的调控还需要进一步的试验来验证。综上所述,本论文阐明了 TEZ2如何参与了植物耐铝的分子机制,以及TEZ3调控侧根发育的机理。