摘要
化学遗传学是传统遗传学的补充和延伸，而新型生物活性小分子化合物可作为化学遗传学工具辅助揭示潜在的生物学新发现。本文拟通过一个新型植物生长调节剂AAL1的作用机理探索研究，获得植物生长调节相关的新的生物学组分或新机制。 AAL1可以剂量依赖的方式抑制三天龄暗培养拟南芥幼苗根和下胚轴的生长。通过正向化学遗传学筛选和图位克隆等方法，AAL1的抗性突变体表型决定基因被定位到SHY2/IAA3、ECR1和AUX1等生长素相关基因上。进一步研究发现，AAL1主要通过生长素信号而非合成来发挥植物生长调节作用。计算机辅助分子对接结果表明，AAL1可结合于生长素受体复合体TIR1-IAA7的生长素结合位点区。因此，AAL1可能主要通过作用于生长素受体来调控暗培养拟南芥根和下胚轴的生长。 遗传筛选和生理实验表明，AAL1在植物体内的运输可通过经典的AUX1等生长素输入载体和NPA相关的生长素输出载体介导，AAL1的体内运输还可被特异的氨基酸Tyr或Phe调节。 本研究筛选到的ecr1-2突变体对AAL1抗性较弱而对2，4-D抗性较强，揭示ECR1可参与生长素特异性的决定。AAL1处理对暗培养野生型和aux1突变体幼苗子叶顶端弯钩影响较小，但可显著诱导该条件下axr1-3和axr2-1等突变体产生子叶顶端弯钩过度弯曲的新表型，揭示已知突变体的新表型。本研究筛选到的数个AUX1的新的错义突变体为研究AUX1蛋白的功能-结构关系提供了新的遗传材料。总之，本研究通过探索一个新型植物生长调节剂AAL1的主要作用机理和运输机制，筛选到多个生长素相关基因新的等位突变体，鉴定到一个新型生长素活性类似物，揭示出数个有趣有价值的新生物学现象，为后续研究提供了遗传材料和化合物工具等基础。
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