本研究分为二部分： 第一部分：拟南芥HDG3基因的过量表达对叶形态发育、花粉囊开裂和生长素响应的影响 同源结构域-亮氨酸拉链(Homeodomain-leucine zipper，HD-ZIP)蛋白是植物特有的一类同源结构域蛋白，这类转录因子在植物生长发育的许多方面有重要作用，但是大多数成员的功能还有待研究。 本研究分离得到一个T-DNA插入的半显性突变体，命名为ucl1((u)p(c)urved (l)eaf1)。突变体体型小，生长缓慢，明显的表型是叶上卷，叶的近轴面表皮细胞具有远轴面特征，纯合突变体高度不育。经分析，发现ucl1纯合突变体不育的原因是花粉囊不开裂，导致花粉不能释放，影响授粉。分子生物学分析表明，在ucl1突变体中，T-DNA插入在At2g32360和At2g3270之间，并导致At2g32370的表达明显升高。At2g32370又称为HDG3，编码一个第四类HD-ZIP蛋白。 克隆了HDG3的全长cDNA，与基因组序列进行了比对，HDG3共有12个外显子和11个内含子，包括446 bp的3非翻译区和以前未见报道的239 bp的5非翻译区。与网上预测的cDNA进行比较，发现其中一个内含子的剪接位点需要修正，修正后的编码区序列比网上公布的多12个碱基。通过转基因研究验证了ucl1的表型是由HDG3的表达升高所引起的，进一步分析表明，HDG3的表达升高是由于T-DNA中的35S启动子的增强元件激活所致。RT-PCR分析表明HDG3主要在花中表达，启动子-GUS分析显示HDG3基因集中在花粉囊表达。在ucl1纯合突变体的花中，三个与花粉囊开裂相关的正调控因子MYB26、NST1、NST2的表达均有所下降。这些结果初步表明HDG3可能作为负调控因子参与控制花粉囊开裂这一生物学过程。 ucl1突变体还具有生长素响应增强的表型，包括顶端优势增强，高温诱导的下胚轴伸长显著，以及DR5::GUS表达的增强。ucl1中Aux/IAA基因之一的IAA17的表达被抑制，这可能是导致生长素响应增强的原因之一。 第二部分：拟南芥叶绿素合成缺陷突变体yeg1的分离和分子鉴定 叶绿素是绿色植物叶绿体接受光能的主要分子，有关其合成途径己研究得较为透彻。叶绿素生物合成的中间产物在质体-细胞核的信号转导途径扮演重要角色。从EMS诱变的拟南芥群体中分离得到一个呈黄绿色表型的单基因隐性突变体，yeg1 (yellow greenl )，叶绿素含量分析表明yeg1中的叶绿素含量比野生型明显降低。用图位克隆技术并结合候选基因筛选，克隆了yeg1的突变基因，发现yeg1的表型由编码镁离子鳌合酶H亚基的GUNS基因错义突变所引起。在叶绿体发育受损的情况下，yeg1的LHCB等光合作用基因的表达不受影响，这是典型的gun (genames uncoupled)突变体的分子特征;但yeg1的叶绿素含量比另一个发生错义突变的等位突变体gun5-1下降得更多，说明yegl中突变的氨基酸对GUN5的酶活性影响更大。另外，RT-PCR分析结果表明，在叶绿素含量降低的突变体中，质体萜类合成早期基因DXS和DXR的表达水平提高。yeg1的分离鉴定为GUN5蛋白功能的深入广泛研究提供了材料。