多药和有毒化合物排出蛋白(MATE,multidrug and toxic compound extrusion)广泛存在于生物界,能够作为次级转运系统的一部分对细胞内的化学离子或其它小分子物质浓度进行调节,以应对环境的变化。铁是植物中重要的微量营养元素之一,体内铁元素的稳态调节对于植物的生长发育来说非常重要。在拟南芥的至少58个MATE基因中,只有2个被证明参与了铁稳态调节。本实验室之前对激活标签筛选得到的突变体els1-D(Early Leaf Senescence 1)的研究发现,ELS1编码一个MATE蛋白,其过量异位表达能够导致叶片的早衰,说明MATE蛋白ELS1可能参与衰老过程中营养物质的再分配。但对于它的更进一步认识有待研究,如它具体如何参与此过程、表达模式及调控方式、亚细胞定位以及是否存在其它转运底物等。此外,由于过表达突变体有很多问题不容易解释,所以本论文为更进一步了解ELS1基因的生理功能,着重对其T-DNA插入缺失突变体els1-1进行了研究。通过观察不同时期的植株表型发现缺失突变体els1-1与野生型并无明显差别;通过铁染色检测不同时期幼苗体内铁含量发现缺失突变体els1-1中铁含量多于野生型;对缺失突变体els1-1和野生型进行黑暗诱导实验,发现缺失突变体els1-1衰老晚于野生型;而且对正常条件下生长植株外源施加铁,能延缓els1-D的衰老;对pELS1::GUS转基因植株进行铁处理后GUS染色发现铁能够诱导该基因表达;此外,亚细胞分析发现ELS1定位于细胞的内膜系统。综合以上结果,我们推测ELS1可能定位在拟南芥的液泡膜上,参与将细胞内多余的铁离子运输到液泡中,所以当ELS1缺失以后将打破细胞内铁离子的稳态平衡。但目前对于ELS1参与的植物铁稳态调控中的其它参与因子及详细的调控机制我们还知之甚少,所以需要我们更深入的研究。本研究将拓展我们对植物MATE家族基因功能的认识,有可能为农作物的改良提供理论依据和思路。