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RopGEFs是小G蛋白RAC/ROP的上游活化因子，能够催化RAC/ROP由GDP结合态转化为GTP结合态，从而激活RAC/ROP行使其功能。RAC/ROP是一种分子开关，能够调节植物多种生长发育以及参与多种信号途径，其中包括调节花粉管的生长、根毛的发育、过氧化氢的产生以及参与生长素、脱落酸等植物激素的信号转导等途径。RopGEFs是近年来被鉴定的一个新的基因家族，在拟南芥基因组中有14个成员。此家族成员的序列当中都含有一个被称为PRONE(plant-specific Rop nucleotide exchanger)的保守结构域，该结构域对GEF活化RAC/ROP具有重要作用。目前关于RopGEFs的生物学功能的研究比较少，因此通过对RopGEFs的生物学功能进行研究有助于我们深入了解RAC/ROP介导的信号转导机理。
本文中用分子细胞生物学方法和遗传学等方法研究了AtGEF1的功能以及其在生长素信号途径中的作用。我们构建了35S: YFPGEF1融合蛋白表达载体和GEF1P: YFPGEF1融合蛋白表达载体并获得了稳定的转基因植株，筛选得到了T-DNA插入系植株纯合体gef1-3，构建并获得了RPS5A:anti GEF1下调表达载体以及GEF1的碳端删除片段的过表达载体35S:GEF1OXΔC等的转基因植株，并通过遗传杂交的方式得到了gef1-3xPIN1-GFP、gef1-3xVPS29-GFP等杂交种，并对其进行了分析。我们获得的主要研究结果如下：
1.AtGEF1参与内体循环通路
我们通过对两种转基因材料：GEF1P:YFPGEF1和35S:YFPGEF1的YFP标记的GEF1融合蛋白进行观察，分析了AtGEF1的亚细胞定位。在拟南芥根细胞中，我们观察发现其在细胞膜和胞内的囊泡状(vesicle-1ike)颗粒中表达。这种颗粒对BFA(囊泡运输抑制剂)敏感，而且在BFA影响下形成的BFA compartment组分与FM4-64(可标记内体)可以共定位。AtGEF1在内体中的定位暗示着它可能介导着细胞内体循环通路。
2.AtGEF1突变和下调AtGEF1表达会引起胚胎发育缺陷和胚后幼苗发育缺陷
我们对AtGEF1突变体和下调表达植株进行了AtGEF1对生长发育的功能必要性分析。首先，我们鉴定到了AtGEF1的T-DNA插入系，并得到了纯合体，命名为gef1-3。观察其表型发现，胚胎有着细胞的异常分裂和细胞板紊乱的缺陷。幼苗有三片子叶和子叶融合表型等在形状、数量和位置上异常的子叶表型。其次，我们得到了RPS5A:antiGEF1的转基因植株，在进行表型观察后发现，胚胎发育阶段也有着类似于突变体gef1-3细胞的异常分裂等的胚胎缺陷表型。幼苗也有短根、子叶融合、三片子叶和着生位置异常等类似gef1-3突变体的缺陷表型。研究发现，AtGEF1的突变或下调均会引起胚胎和胚后发育阶段的强烈缺陷，说明AtGEF1在植物的发育过程中起着很重要的作用。
3.过表达AtGEF1引起细胞的去极性化生长
在过表达GEF1碳端缺失的转基因植株35S:GEF1OX△C和过表达YFP标记的AtGEF1的转基因植株35S:YFPGEF1中，我们均观察到其子叶的叶表皮细胞出现去极性化的非嵌合生长，根毛也出现分叉和顶端膨大的去极性化表型。这些说明AtGEF1在植物的极性生长过程中有重要作用。
4. AtGEF1与生长素运输载体PIN1和液泡分选蛋白VPS29的关系
我们观察了生长素极性运输蛋白PN1-GFP和液泡分选蛋白VPS29-GFP在gef1-3中的表达，发现GEF1突变后，会导致PIN1蛋白在根中柱细胞中的定位发生改变，PIN1蛋白在细胞内聚集，而不能够进行正确重定位于中柱细胞的基膜处。VPS29本定位于内体中，但在突变体gef1-3背景下，VPS29在内体中的形态发生改变。这个结果说明，AtGEF1在PIN1和VPS29参与的生长素信号通路中有重要功能。