网格蛋白介导的内吞（clathrin-mediated endocytosis,CME）是真核细胞主要的内吞途径之一。依赖于网格蛋白和其接头蛋白（adaptor protein,AP）复合体的CME途径,直接调节胞外营养物质的吸收、质膜（plasma membrane,PM）蛋白的丰度和胞内外信号的转导等过程。网格蛋白在结构上是三条重链（clathrin heavy chains,CHCs）和三条轻链（clathrin light chains,CLCs）组成的三脚架复合体。接头蛋白复合体包括异源四聚体AP-2和异源八聚体TPC（TPLATE complex）,其功能主要是招募网格蛋白到达PM。生长素和水杨酸（salicylic acid,SA）分别差异调控CLCs和CHCs在PM和TGN/EE（trans-Golgi network/early endosome）的招募。该过程抑制网格蛋白介导的生长素输出载体PIN2（PIN-formed 2）的内吞,从而直接影响生长素的极性运输和根尖向地性。生长素调控网格蛋白依赖于细胞表面受体ABP1（auxin binding protein 1）介导的信号转导途径,但独立于生长素核受体TIR1/AFB（transport inhibitor response 1/auxin-binding F-box protein）介导的信号途径。SA对网格蛋白的调控被发现是独立于ABP1介导的信号途径。近期研究发现,ABP1可以与类受体激酶TMK1（transmembrane kinase 1）互作,共同介导细胞表面信号,并快速调控生长素的响应。因此,本论文主要研究TMK家族是否参与介导生长素调控的网格蛋白功能,揭示该信号通路对植物生长素反应（如向重力性）的调控机制。拟南芥类受体激酶TMK家族包括TMK1、TMK2、TMK3和TMK4四个成员,属于LRR-RLK（leucine-rich repeat-receptor-like protein kinase）家族的分支。除TMK2仅在花和果荚中表达外,其他三个成员在拟南芥中均广泛表达。TMK家族成员在调控植物生长发育过程中表现出功能冗余,但又各自介导独立的信号途径。例如,TMK1可以介导生长素信号转导途径调控顶端弯钩的发育以及向地性,而TMK4参与生长素的合成途径。本论文主要利用激光共聚焦显微分析技术,结合遗传学、细胞生物学、生物化学以及药理学等研究方法,分析TMK1、TMK3和TMK4功能缺失突变体对生长素调控网格蛋白以及网格蛋白介导PIN2调控根尖向地性的影响。具体研究结果如下:（1）生理结合活细胞成像分析表明,重力刺激下,野生型（wild type,WT）和tmk3与tmk4单突变体中生长素报告标签信号和网格蛋白信号在根尖两侧呈不对称分布,而tmk1突变体中不对称分布减弱。表明TMK1介导生长素和网格蛋白的信号调控根尖向地性;（2）细胞生物学结合生化分析表明,生长素差异调控WT和tmk3与tmk4单突变体中CLC和CHC的质膜招募,但tmk1突变体中CLC和CHC的质膜招募不受影响,表明生长素调控网格蛋白依赖TMK1;（3）活细胞成像结果表明,生长素处理不影响WT和tmk单突变体中AP-2和TPC亚基的质膜招募,表明TMK1介导的生长素调控网格蛋白不依赖AP-2和TPC;（4）药理学分析表明,生长素处理条件下,WT和tmk3与tmk4单突变体中FM4-64的吸收和PIN2的内吞作用减弱,但tmk1突变体不受影响,表明生长素抑制质膜蛋白的内吞作用依赖TMK1;（5）活细胞成像分析表明,重力刺激下,WT和tmk3与tmk4单突变体中PIN2在根尖表皮细胞两侧呈不对称分布,而tmk1突变体中不对称分布减弱。表明TMK1参与PIN2介导的向地性;（6）免疫荧光结合活细胞成像分析表明,SA差异调控WT和tmk单突变体中CLC和CHC的质膜招募,且WT和tmk单突变体的调控信号类似,表明SA调控网格蛋白不依赖TMK;（7）药理学分析表明,SA抑制WT中质膜蛋白PIN2和RCI2A的内吞作用同tmk单突变体类似,表明SA抑制质膜蛋白的内吞作用不依赖TMK。以上结果证明,TMK1对生长素调控网格蛋白的质膜招募和CME过程至关重要,其介导的生长素信号通过建立PIN2不对称分布和生长素梯度调控了植物根的向重力性。