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本论文对EMS诱变的拟南芥叶表皮扁平细胞“肿胀”的ecs1（epidermal cell swollen）突变体进行了研究。通过图位克隆技术找到表皮扁平细胞扩展的微管蛋白基因TUB4和植物疾病抗性蛋白基因TAO1两个候选突变基因,最终证明TUB4基因是引起表皮扁平细胞形态异常的功能基因。同时也对TAO1的新功能进行初步研究。本文的研究内容分为两部分。第一部分对TUB4影响拟南芥表皮细胞形态建成机制进行了初步的研究。植物细胞形态建成涉及许多精确而高效的调控机制,而微管在其中起关键作用,它是调节细胞扩展和形态建成重要信号转导的标靶,但是微管在细胞形态建成中如何履行功能的详细分子机制尚不清楚。该论文主要对TUB4突变引起植株形态、发育等方面的变化进行了详细的分析,得出如下结论:1.ecs1突变体植株矮化、茎和根右手螺旋生长;叶片增厚变绿、叶绿素含量升高;叶绿体基粒片层膜数目增多、基质片层分布不连续。2.ecs1表皮扁平细胞和叶肉细胞面积显著增大、细胞倍性水平升高、核内复制增强;下胚轴表皮细胞皮层微管横向排列模式改变;纤维素含量减少、纤维素合成酶基因CESA1、CESA4和CESA5表达量下降。3.ecs1主根变短、增粗、对propyzamide和taxol超敏感;根向地性反应减弱、根尖中生长素积累减少,且NAA或NPA处理能够恢复生长素在根尖的积累;PIN1在根细胞膜上极性分布减少,而PIN2极性分布增多;根细胞中囊泡积累增多,且对BFA处理不敏感,进一步证明ecs1细胞囊泡运输缺陷可能由其微管排列异常引起。总之,TUB4突变通过影响根中囊泡运输,导致PIN1和PIN2在细胞膜上极性定位发生变化,进而引起生长素的极性分布改变,最终引起ecs1下胚轴表皮细胞皮层微管排列方式改变进而影响细胞形态建成及根的发育。第二部分对TAO1基因新功能进行初步研究。TAO1是一种响应无毒力基因B（avrB）的TIR-NB-LRR结构域的植物抗病性蛋白,然而,TAO1在植物的发育过程或生物及非生物胁迫中是否也发挥作用,至今仍不清楚。在这篇研究中,我们发现TAO1能够以一种发育调节的方式在拟南芥的各种组织和器官中表达,并且TAO1蛋白定位在细胞膜上和叶绿体中。此外,我们查明tao1 T-DNA插入突变体并没有明显的植物发育方面的异常表型。但是,我们发现乙烯的前体物ACC和生长素NAA能够上调TAO1的表达,而乙烯抑制剂AgNO3和生长素极性运输抑制剂NPA却下调TAO1的表达,表明生长素和乙烯在调节TAO1的表达时具有协同作用。我们也发现TAO1超表达株系内源乙烯释放量减小,但是T-DNA突变体中tao1-10内源乙烯释放量却略有增加,暗示TAO1或许是乙烯信号途径中一个负调节因子。相应地,TAO1超表达植株中乙烯响应基因CHIB、PDF1.2和ERF1的表达量下降。这些新特性表明TAO1在拟南芥中具有独立于疾病抗性的新功能。