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生长素通过合成、运输和响应等复杂的调控网络影响植物的生长发育。本论文主通过观察EMS诱变S4拟南芥种子库M2代植株的莲座叶下表皮扁平细胞,筛选到一个叶表皮扁平细胞发育突变体ecs1 (epidermal cell swelling)o ecs1突变体也表现出了主根变短、暗培养下胚轴弯曲、根的向地性减弱等表型。对ecs1突变体进行图位克隆,将此突变基因定位在五号染色体上123kb的区间内；通过测序发现ECS1基因在278bp处发生突变,由C变成T,使得丝氨酸变为苯丙氨酸。ECS1编码一个和抗病性相关的蛋白,有三个结构域,分别为一个TIR结构、一个核昔酸的结合区(NB)以及一个富含亮氨酸的重复(LRR)。光照下ecs1突变体主根变短,主要是由于其成熟区细胞变短所造成的。在暗培养下,ecs1突变体下胚轴朝右弯曲生长,扫描电镜发现其表皮细胞呈右螺旋生长。添加NPA能部分回复ecs1突变体下胚轴弯曲的表型。早期研究已证实PIN3在调节下胚轴弯曲中起着重要作用。在ecsl突变体中,PIN3在下胚轴中柱细胞中表达增加。因此推测ecsl突变体下胚轴弯曲主要是由于PIN3表达异常引起的。ecsl根长对NAA比较敏感,对生长素抑制剂NPA的响应不敏感,通过观察DR5-GFP标记ecsl突变体发现其根中内源性生长素减少；施加外源NAA和NPA都能增加ecsl突变体根中DR5-GFP表达。由此推测ESC1突变可能引起生长素极性运输缺陷。由于PIN2介导的生长素极性运输和生长素不对称分布在根向地性反应中起着关键性调控作用,所以我们对ecsl中PIN2的表达进行了研究。发现ecsl突变体PIN2蛋白在皮层和表皮层细胞中极性分布正常,但在细胞膜上荧光强度增加,并在细胞中观察到明显PIN2的颗粒。通过qRT-PCR分析发现在ecsl突变体中PIN2的转录水平明显增加,暗示着ECS1通过负调控PIN2基因转录水平,进而调节PIN2蛋白表达量,最终导致ecsl根对重力的感应减弱。通过FM4-64染色发现在ecsl根细胞中囊泡颗粒明显增多。ecsl突变体对BFA不敏感。同样,在PIN2-GFP标记的ecsl突变体中,BFA明显诱导其PIN2囊泡在细胞内形成点状结构,表明在ecsl中囊泡运输被改变,导致突变体对向地性感应发生变化。以上实验初步证明,ECSl可能通过调节囊泡运输介导的生长素的极性运输,进而影响了根的生长和向地性的感应。