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磷脂酰肌醇(phosphatidylinositol，PI)信号转导途径参与调控植物生长发育的多个方面，以及对逆境的响应。目前通过对PI途径代谢酶的功能及其作用机制的研究，阐释了PI信号途径对植物生长发育及逆境响应的重要作用，而对其代谢产物（磷脂分子）的作用方式以及磷脂分子间协调互作的机理了解还比较少。磷脂分子主要在内质网(ER)上合成，如何被运输到质膜及其它细胞器完成生理和信号调控的机制目前还缺少清楚的认识。目前已有对酵母中磷脂酰肌醇转运蛋白(phosphatidylinositol transfer protein，PITP)的研究表明，Sec14p (PITP的一种)负责质膜/内质网(PM/ER)上PI和PC分子的转运，并调控相关的信号传递。目前植物PITP的研究报道很少，我们利用拟南芥对植物PITP开展了系统的研究。 拟南芥的PITP根据结构域可以分为三个亚家族，其中AtSFHs亚家族除了含有Sec14结构域外，还含有一个植物特有的nodulin结构域，共有14个成员。我们首先对AtSFHs亚家族14个成员的Sec14结构域进行体外蛋白表达，并纯化后进行了脂-蛋白结合(fat western)实验，结果表明Sec14结构域对磷脂分子的结合具有一致性和特异性，尤其均对磷脂酰肌醇单磷酸分子的结合最强。结合细胞器标记基因，对AtSFHs亚家族成员的亚细胞共定位观察发现，不同成员在细胞内的定位存在显著差异，有些只分布在质膜，有些在内质网、高尔基体等细胞器上存在定位，有些在细胞核里也有定位。 为了研究AtSFHs亚家族成员的生物学功能，我们对AtSFH亚家族成员14个基因的T-DNA插入突变体进行了鉴定，并对纯合突变体进行了分析，表型观察发现，除已报道的sfh1根毛变短的表型外，其余基因的单突变体均无明显的可见表型，推测AtSFHs亚家族成员间可能存在功能上的冗余。 结合脂质结合、亚细胞定位、脂质组测定及表达模式，我们集中构建了sfh2× sfh9和sfh7 × s5两组杂交材料并对双突变进行了深入研究。sfh7 sfh5双突变体表现出种子萌发延迟，主根生长缓慢，莲座叶较小，叶色较浅，叶绿素含量明显降低，叶绿体发育异常等多重表型。为明确突变体体内的极性脂质是否发生变化，我们进一步对各突变体的脂质组成进行测定。分别选取23天WT、sfh5、sfh7和sfh7 sfh5双突变体第7、8、9片莲座叶进行了脂质组测定。测定结果显示，和野生型及sfh5和sfh7单突变体相比，sfh7 sfh5双突变体体内的PA、PC、PE和PI分子的含量变化显著，表明极性脂质含量和组分的显著变化可能是造成叶绿体发育异常的原因。目前我们正在对叶绿体发育情况进行细致观察。 AtSFH2与AtSFH9在花粉管高表达，但sfh2 sfh9双突变体在花粉萌发和花粉管伸长等方面和野生型相比并无明显差异。考虑到AtSFHs家族多个成员均在花粉中高表达，我们推测不同成员间可能存在较强的功能冗余。进一步利用CRISPR技术在sfh2 sfh9背景下构建了多基因敲除材料，目前已成功鉴定到AtSFH3、AtSFH4、AtSFH10基因敲除的株系(即五突变材料，sfh3 sfh4 sfh10 sfh2 sfh9)，对后续研究其对花粉发育的调控奠定了材料基础。 本研究通过利用生物化学、细胞生物学、遗传学、脂质代谢组学等研究手段对AtSFHs亚家族成员的生物学功能开展了研究，相关结果将有助于我们深入了解脂质转运的分子机制奠定了重要的研究基础。