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摘要根毛(Roothair)是根部表皮细胞突起形成的单细胞管状结构，对于植物获取营养、与微生物互作以及在土壤中的固定非常重要。目前已知参与根毛发育的调控途径主要包括，转录因子CAPRICE(CPC)和WEREWOLF(WER)主导的命运特异化调控途径、生长素(Auxin)调控途径、乙烯(Ethylene)调控途径和活性氧(Reactiveoxygenspecies，ROS)参与的调控途径等。γ-氨基丁酸(γ-Aminobutyricacid，GABA)是一种四碳的非蛋白质氨基酸，在胁迫的条件下会大量积累，作为一种代谢物对ROS进行清除，提高植物对氧化胁迫的耐受性。同时也可作为一种信号分子影响植物的发育。<br>　　本研究以模式植物拟南芥内源性GABA合成缺陷型突变体gad1为研究材料，通过对根毛长度和密度的测量、ROS的染色、酶活的测定和相关基因表达水平的测定，对gad1突变体调控根毛发育的分子机制进行了初步研究。实验结果如下：<br>　　1.根毛长度和密度测量的结果显示，gad1突变体根毛的长度和密度明显高于野生型，野生型和gad1突变体根毛的长度和密度会受外源性GABA的明显抑制，但是生毛细胞(Trichoblast)的长度不会受到影响。说明gad1突变可以影响根毛的形成。<br>　　2.为阐明突变体背景下根毛生长和ROS的相关性，运用荧光染料(H2DCFDA)对根部ROS的整体水平进行荧光染色，利用化学染料氮蓝四唑(Nitro-bluetetrazolium，NBT)和二氨基联苯氨(3,3’-diaminobenzidine，DAB)分别对O2-和H2O2进行染色，发现在gad1突变体中荧光强度和化学染色程度均高于野生型，但在外源性GABA处理下会降低；ROS和H2O2的定量分析结果与染色结果一致。说明gad1突变能影响根尖和根毛区域ROS的含量，其中包括O2-和H2O2的含量。<br>　　3.对存在于O2-和H2O2下游的·OH的产生能力进行测定，在gad1突变体中·OH的产生能力要高于野生型，在外源性GABA处理下产·OH的能力降低。所以，在gad1突变体中根毛长度的增加可能是由于·OH含量升高所导致的。<br>　　4.为进一步分析gad1突变体中H2O2含量改变的原因，我们发现在gad1突变体中清除H2O2的酶APX和CAT的活性要低于野生型，外源性GABA可以诱导APX和CAT的活性上升。说明gad1突变体中较高的H2O2水平可能与APX和CAT参与H2O2的清除能力下降有关。<br>　　5.qRT-PCR对合成和清除ROS相关基因的表达水平进行检测，结果显示，ROS合成相关基因的表达没有受到影响，但是超氧化物歧化酶基因MSD1、CSD1和CSD2的表达量受到抑制，外源性GABA可以提高其表达量。说明gad1突变体中O2-含量的升高是由于其清除基因的表达受到抑制所致。<br>　　6.在gad1突变体中根毛分化相关基因SCM1、TRY、ETC1和光敏色素(Phytochrome，PHY)家族中的PHYA和PHYB基因的表达受到明显诱导，暗示gad1突变可能还影响了根毛命运决定和光刺激根毛形成的过程，最终让更多的生毛细胞形成根毛，使根毛密度增加。