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蔗糖的分解对植物的生长发育起着重要的作用,不仅调控着体内碳源的分配,而且提供己糖依赖的糖信号的起始。蔗糖的分解主要有蔗糖酶或蔗糖合成酶参与的两条路径,植物中蔗糖酶包括酸性蔗糖酶和中性/碱性蔗糖酶。大量的研究表明酸性蔗糖酶在植物伤害的防御、细胞分化、果实的发育等过程中发挥重要的功能。但对中/碱性蔗糖酶的研究甚少,中/碱性蔗糖酶在植物发育中的功能仍然未知。 渗透胁迫通过抑制侧根顶端分生组织的激活从而抑制侧根的发育。已知ABA在这个抑制过程中发挥了重要作用,但具体的分子机制仍不清楚。我们筛选到一个渗透胁迫抑制侧根发育不敏感的突变体,经基因克隆得知该突变体是由于一个中性蔗糖酶基因突变导致而成,命名为Atninl。经过对Atninl突变体和AtNINl基因的研究我们得出以下结论: 1.AtNINl基因突变导致了拟南芥主根的缩短,降低了高渗对侧根抑制的敏感 性。CycB1-GUS转基因材料的结果显示渗透胁迫条件下,Atninl突变体在侧根原基和侧根分生区的细胞分裂活性要高于野生型。 2.AtNINl基因还调控植物地上部的发育包括花序的提前抽出,叶片、果荚变小,植物矮小等。 3.图位克隆的结果显示Atninl突变体是由于中性蔗糖酶基因AtNINl突变导致而成,回复结果也充分证明了这一结论。 4.AtNINl特异性地催化蔗糖分解为葡萄糖和果糖,这不同于酸性蔗糖酶,后者大都是β—果糖苷酶类,二者在蛋白序列上也无同源性。中性蔗糖酶是植物和光合细菌所特有的一类基因。 5.渗透胁迫可以诱导体内中性蔗糖酶活性的增加,Atninl突变体内的中性蔗糖酶活性在正常和渗透处理条件下都低于野生型。糖含量测定的结果显示不论在对照和甘露醇处理条件下,Atninl体内己糖对蔗糖的比例都要远远小于野生型的比例。 6.Atninl对葡萄糖、ABA抑制侧根的敏感性要高于野生型,外源低浓度的葡萄糖或ABA就能回复渗透胁迫对Atninl侧根发育的抑制。这说明葡萄糖和ABA信号传导的路径在Atninl突变体内并没有中断,而是由于突变体内葡