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气孔发育是一个受严格遗传程序调节的过程,从胞间信号到膜上受体,胞内磷酸级联系统及下游转录因子形成的信号模块(SDD/STOMAGEN/CHAL--TMM/ERL-YODA/MAPKK4-5/MAPK3,6,7,9-SPCH/MUTE/FAMA)在气孔发育中的作用研究的已经非常清楚。此外,各种激素,包括生长素、油菜素内酯、脱落酸、赤霉素等在拟南芥表皮气孔发育的作用目前也已经被报道。本研究以JA生物合成和信号传递相关的突变体为材料,采用细胞生物学、遗传学、分子生物学及生物化学的研究方法,研究JA在拟南芥子叶表皮气孔发育中的作用。得到主要结果如下：1.外源MeJA能抑制拟南芥子叶下表皮气孔的发育。外源MeJA处理野生型后,子叶下表皮气孔的密度下降,气孔正常的分布模式被打破,形成气孔簇。2.外源MeJA处理气孔发育过程中的关键突变体,初步确定JAs作用于气孔发育途径的位点在上游胞间信号及受体(SDD-ER/TMM)和下游转录因子(SPCH/MUTE/FAMA)之间。因为外源MeJA处理减弱了上游突变体tmm-1和sdd-1的气孔聚集表型,而对下游spch-1, fama-1的气孔表型没有影响。3.JA信号模块COI1-JAZ-MYC2中受体突变体coil-1及下游转录因子myc2,myc24和myc234突变体,子叶下表皮气孔发育均有异常,说明JA信号途径参与气孔发育过程。coil-1和myc234子叶下表皮气孔密度增加,气孔异常聚集形成气孔簇。4.进一步把气孔发育不同阶段的标记基因,如pTMM:TMM-GFP(标记气孔世系所有细胞),pSPCH:SPCH-GFP(标记气孔发育起始,早期的干细胞,拟分生组织母细胞MMC和拟分生组织细胞Ms),pFAMA:FAMA-GFP(标记气孔发育后期,均等分裂前后的气孔母细胞GMC和气孔细胞GC)以及E1728:erYFP(标记发育成熟气孔细胞GC)引入coil-1和myc2myc4突变体中,这些基因在突变体中的表达模式,揭示JA作用于气孔发育的关键位点可能是SPCH气孔发育关键转录因子,调节气孔发育的起始),JA信号途径中MYC2及同源物可能与SPCH互作,调节气孔发育的起始。5.生化实验证实,MYC2, MYC3, MYC4均能与SPCH相互作用形成蛋白复合体。酵母双杂交实验和双分子荧光实验,证明JA信号途径下游转录因子MYC2, MYC3, MYC4均与SPCH相互作用形成蛋白复合体。6.遗传学实验进一步证明,MYC2作用于SPCH上游,调节气孔发育。因coil-1fama-1双突变体表现为fama-1的表型,myc24spch-1三突变体表现为spch-1的表型。综上所述,JAs在拟南芥子叶表皮的气孔发育过程中起负调控作用,JAs对气孔发育的调节可以通过转录因子MYC与SPCH相互作用形成蛋白复合体影响其功能而实现。