植物依靠干细胞来维持整个生命周期内不断发育和形成新器官。干细胞具有自我更新和自我维持的基本特性,能够经过细胞分裂维持自身细胞群的大小,也能够逐步分化成为各类功能型细胞最终组成复杂的组织器官。在根尖分生组织有一个特异的区域维持干细胞特性,称为干细胞微环境（Stem Cell Niche,SCN）,由静止中心（Quiescent Center,QC）及其周围的干细胞组成。在拟南芥根生长发育过程中,根尖干细胞微环境是根系形成和生长发育的核心,干细胞间的物质运输和信号交流影响根尖干细胞微环境稳态维持。近年来通过对拟南芥根尖干细胞微环境调控机理的研究,发现WUSCHEL-RELATED HOMEOBOX 5（WOX5）,SHORT-ROOT（SHR）,SCARCROW（SCR）和PLETHORA（PLT）等少数转录因子能通过胞间连丝（plasmodesmata,PD）介导的共质体途径在细胞间移动来影响细胞命运。虽然这些转录因子能够参与调控根尖干细胞稳态维持,但是转录因子相互之间的调控关系以及在维持根尖干细胞稳态过程中的具体作用方式和机制仍不明确。本实验前期研究建立了p WOX5:icals3m系统,在QC细胞的胞间连丝累积大量胼胝质,直接改变胞间连丝对物质的通透性,阻断QC与周围干细胞之间的物质传递和信号交流。WOX5,PLT,SHR和SCR等转录因子在根尖干细胞区域表达水平下降,根尖干细胞的区域细胞出现高度分裂分化表型,表明转录因子可以通过在细胞间移动来维持根尖干细胞微环境稳态。然而,这些核心转录因子是如何参与调控胞间连丝介导的根尖干细胞稳态有待深入研究。为探究转录因子调控网络在共质体途径介导根尖干细胞稳态维持中的调控作用,本研究在p WOX5:icals3m体系中,用不同类型的启动子在根尖干细胞区域特异性表达WOX5,SHR,SCR和PLT基因进行回补实验。系统性研究这些转录因子使如何协同维持SCN稳态,以及转录因子之间的相互关系。获得具体结果如下:（1）明确转录因子协同维持根尖干细胞稳态分析转录因子单突变体、双突变体和p WOX5:icals3m材料中根尖干细胞分裂分化程度,发现转录因子单突变体中干细胞分化程度低,而双突变体中干细胞分化显著提高,并且分化程度接近p WOX5:icals3m材料,表明存在多个转录因子协同调控根尖干细胞稳态的维持。（2）分析转录因子协同调控根尖干细胞稳态的作用机制在p WOX5:icals3m材料中,利用p WOX5启动子、p AGL42启动子和p Q12启动子在根尖干细胞区域特异性表达WOX5,SHR,SCR和PLT基因,发现异位表达转录因子能抑制细胞分化,在一定程度上恢复根尖干细胞表型。在突变体材料中特异性回补相应的调控因子,发现转录因子高浓度表达抑制细胞分化,低浓度表达促进细胞分裂。总而言之,表明转录因子依赖表达量和细胞自主性方式来影响细胞分裂分化。（3）探究参与根尖干细胞稳态维持的转录因子之间相互关系分析转录因子在突变体材料中的表达水平,发现在根尖干细胞区域中转录水平均显著减少,表明转录因子之间存在调控关系。紧接着,分析异位表达转录因子能否激活其他基因的表达,显示只有异位表达WOX5蛋白能够激活PLT1/2基因表达,使得PLT在QC细胞富集。而WOX5,PLT基因分别与SHR/SCR之间不存在直接相互调控关系。（4）探究生长素通过调控转录因子维持根尖干细胞稳态分析生长素运输蛋白PINs,生长素浓度标记分子R2D2和DR5-GFP在转录因子突变体材料根尖表达情况,观察发现突变体根尖干细胞区域中生长素浓度显著减少并且分布梯度紊乱。另外也对突变体材料进行外源生长素处理或者用p WOX5启动子在根尖干细胞中特异性表达生长素合成酶IAAm方式来增加生长素浓度,结果显示突变体根尖干细胞缺陷表型仍然无法完全恢复。综合说明生长素调控转录因子是依赖生长素响应途径而不是生长素合成途径。（5）阐释QC与周围干细胞存在细胞干性差异的机制本研究通过系统性回补实验证明根尖干细胞区域内QC细胞和周围细胞存在干细胞特异性差异,证明转录因子在SCN区域内的表达强度差异和细胞间移动是造成QC细胞和周围干细胞干性差异的关键影响因素。综上所述,本研究利用p WOX5:icals3m体系的独特优势,系统性研究转录因子在共质体途径介导的根尖干细胞稳态维持中协同调控机制。同时也通过异位表达转录因子策略明确了转录因子之间的调控关系,也进一步验证QC细胞与周围干细胞是存在差异的影响因素。深入研究转录因子的作用机制和调控方式,为阐释QC细胞和周围干细胞存在干性差异提供理论基础。