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活性氧和生长素在植物生长发育以及应对环境胁迫的过程中发挥着重要的作用,它们是调控植物生长发育的两个关键性的信号分子,但是他们信号交叉的研究还非常少。本研究围绕活性氧和生长素,重点分析了它们在植物应对重金属铜胁迫以及参与植物叶片发育的调控机理。本文取得的主要结果如下：1.利用显微镜观察发现,高浓度的铜离子抑制主根的分生区和伸长区,并且铜离子对分生区的抑制是通过降低分生区细胞的分化能力实现的。对乙烯不敏感的突变体ein2进行分析,发现通常调节重金属对根长抑制的乙烯信号并没有参与此过程。利用生长素应答的标记株系DR5::GUS来检测生长素的分布情况,实验发现,过量的铜能够使根中分生区和伸长区中的生长素活性增强,结合根长的实验可以证明铜抑制主根的生长有可能是通过改变生长素运输实现的。通过检测abtx1-7DR5::GUS以及pin2DR5::GUS在铜处理前后生长素分布情况、分析aux1-7和pin2的根长对铜的敏感性、以及观察铜处理前后AUX1和PIN2蛋白的表达情况,证实铜不是通过PIN2或AUX1来调节生长素的重新分布。铜处理后pin1DR5rev::GFP中并没有在其主根的分生区和伸长区中检测到高的生长素活性；通过检测转基因株系PIN1::PIN1-GFP中PIN1的表达情况,证实铜可以抑制PIN1的表达；而且pin1的根长相对于WT表现为对铜的不敏感。与此同时,我们实验还表明,虽然高浓度的铜也会刺激根产生过量的过氧化氢,但过氧化氢的产生并不能影响铜离子调节的生长素重新分布。上述研究明确证明铜主要是通过影响PIN1基因的表达,进而重新分布生长素来调控根生长。2.过氧化氢是植物细胞中非常重要的信号分子,然而它是否在植物发育过程中参与生长素调控并不清楚。研究发现H202的含量显著上升导致cat2-1(过氧化氢酶)的叶片上卷的同时,其叶片中生长素的含量下降。如果通过低光培养降低cat2-1光呼吸作用而减少H2O2的产生,其叶片中的生长素含量基本正常,叶片也为正常的野生形态。这些结果H2O2可能负调控生长素含量,进而影响叶片生长。更进一步外源施加生长素或利用转基因技术提高内源生长素的含量均可以恢复cat2-1的叶卷表型。以上研究表明H2O2可通过调节生长素含量调控植物生长发育。我们的研究将为植物叶片的发育是如何适应环境变化提供理论基础。