植物细胞之间保持适宜的黏附性是植物正常生长发育的基础。果胶含量以及果胶的甲酯化程度显著影响细胞的黏附性,但是对于相关的调控基础我们目前知之甚少。在本研究中,我们获得了一个具有细胞黏附缺陷表型的dl1拟南芥突变体,继而通过图位克隆和测序技术定位了突变位点,然后重点观察了甘露醇对下胚轴中果胶总含量、低甲酯化和高甲酯化果胶含量的影响及其在回复dl1突变体细胞黏附缺陷中作用,最后探讨了相关的作用机制。主要的研究发现小结如下:1.dl1突变体对糖抑制幼苗发育高度敏感。dl1幼苗具有玻璃化的外观,下胚轴、根茎转换区和根的细胞黏附性缺陷,根和下胚轴长度均变短,下胚轴细胞长度显著短于野生型细胞。2.dl1缺陷表型是由于QUA2基因(At1g78240)发生单碱基突变造成的。QUA2基因编码果胶的甲基转移酶。dl1和qua2-1互为等位突变体,表型高度相似。我们因此将dl1重命名为qua2-4。3.QUA2基因在拟南芥组织器官中广泛表达。QUA2基因在叶片、叶脉、根、根尖、根原基中都有表达,在下胚轴、角果皮、柱头、萼片、雄蕊、花柄中都可以清楚的看到QUA2基因启动子的活性,尤其是在叶脉和根尖中。进化保守性分析表明,随着物种进化程度的提高,QUA2同源蛋白的数量也在增加。拟南芥QUA2及其同源蛋白都具有甲基转移酶结构域。4.甘露醇可以有效回复qua2-4突变体子叶和下胚轴的玻璃化表型,促进qua2-4突变体的主根、下胚轴和根茎转换区根毛的伸长,但PEG和Na Cl不具有类似的细胞黏附缺陷的回复效应。说明甘露醇可能不(主要)是通过调节渗透势而可能是作为信号分子起作用的。5.甘露醇促进野生型下胚轴中果胶积累,但是对qua2突变体的果胶总含量没有显著性的影响。说明突变体的细胞黏附表型的回复并不是通过影响果胶总含量的变化进行的。甘露醇显著促进野生型和qua2突变体下胚轴中低甲酯化果胶含量以及野生型下胚轴中高甲酯化的果胶含量,对qua2突变体的高甲酯化果胶含量没有显著性的影响。6.甘露醇处理可以显著上调QUA2和PME等基因的转录。QUA2等基因在甘露醇促进高甲酯化果胶含量增加的过程中起作用。此外,甘露醇在回复qua2突变体细胞黏附性的过程中,显著减少了细胞黏附缺陷所引起的活性氧的积累。总之,甘露醇可能通过改变qua2突变体下胚轴中低甲酯化和高甲酯化果胶的比例从而影响细胞黏附性。甘露醇可以(至少部分地)替代QUA2基因在维持细胞黏附性中的功能。