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植物的向重力性是植物适应外界环境的一个重要特征,它可以引导根沿着重力的方向生长。植物根的向重力生长是一个复杂的生理过程,该过程包括重力的感知、信号转导,生长素不对称分布和弯曲生长四个环节。其中,根感受重力信号的部位是根尖根冠的柱状细胞,对重力刺激作出反应的部位是根尖伸长区细胞。
生长素是目前植物中唯一有极性运输特性的激素,其在植物体内的定向运输需要输入载体AUX/LAX蛋白家族与输出载体PIN家族和PGP家族的协同作用,这些生长素输入、输出载体是植物根向重力生长不可或缺的。研究发现,BR也参与调控根的向重力生长,并且与生长素有相互作用。但是目前对生长素与BR在植物向重力生长中的相互作用模式还不确定,存在互相矛盾的研究结果。
我们以突变体为材料进行研究,结果表明,与野生型相比,突变体bri1-4、aux1-T和pin2-T根伸长均受到明显抑制,而突变体det2-1与野生型没有明显差异;突变体aux1比pin2具有更严重的向重力生长缺陷,而且在向地性上双突变体aux1;pin2表现出aux1的表型,表明在影响根向重力生长方面,AUX1可能比PIN2发挥着更为重要的作用。通过荧光观察实验,我们发现突变体aux1和aux1;pin2主根中BRI1-GFP表达水平明显降低,而pin2主根中BRI1-GFP表达水平则没有明显变化。同时本文指出,突变体bri1-4表现出一定程度的根向重力生长缺陷可能与根尖柱状细胞中PIN3表达减弱,表皮和皮层细胞中PIN2表达水平降低以及侧根冠和表皮细胞中AUX1表达模式出现异常有一定的关系。