生长素在植物生长发育中具有广泛的调控功能,但其中很多目前尚未研究清楚,有些甚至还没有被发现。制约生长素调控功能发现和研究的因素之一是研究方法的局限性。目前大部分有关生长素调控功能的研究依赖于能成活的突变体,因此比较难以用来研究直接影响植物生存的调控功能。另外由于生长素调控功能绝大部分都牵涉多个调控基因和多条调控通路,基因之间的功能冗余以及调控通路间的相互作用,导致有些生长素调控功能不容易被发现和研究。针对这些制约因素,本课题采用了一条新的研究途径,即利用Aux/IAA蛋白在功能域II突变后可以阻断其所介导的生长素信号通路的特性和组织特异性表达基因的启动子,创制在特定细胞或组织中阻断生长素信号通路的转基因材料,以此发现和研究生长素在拟南芥生长发育调控中的新功能。课题的研究结果包括:1)在22个Aux/IAA蛋白的编码基因中的特定位置引入突变,导致功能域II中特定氨基酸改变(突变后的IAA蛋白统称为IAAm),并成功构建了表达载体和获得转基因植株;2)比较了在根尖分生组织中不同IAA突变蛋白(IAAm)阻断生长素信号通路的效率,发现IAA18m的阻断作用最强,它在该器官的部分细胞中表达后可导致根尖顶端分生组织完全丧失;3)系统检测了IAA18m在不同器官中表达后的表型,观察到了发育异常的胚胎,茎尖顶端分生组织和花器官表型,其中有些表型此前尚未报道过;4)对IAA18m在根尖分生组织的影响的时间节点,剂量效应,可逆性等进行了分析,发现其作用具有明显的剂量效应和时间累积效应,处理时间在24小时之内可逆,超过36小时不可逆;5)发现QC细胞中的生长素信号响应对维持根尖干细胞的特性和功能有非常重要的作用,生长素在该类型细胞中的主要作用是抑制细胞分裂,在QC细胞中阻断生长素信号通路可导致QC细胞分裂,QC特异性标记表达减弱或消失,QC细胞上移以及其对周围干细胞的调控功能丧失。课题的研究结果表明通过诱导性和组织特异性表达IAAm蛋白的实验途径,不仅可以发现新的生长素调控功能,同时也可对已知调控功能进行深入研究,如调控过程,调控机理和靶细胞等。