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摘要生长素是植物中最重要的激素之一，其发挥作用具有高度的浓度依赖性和组织特异性。生长素的生物合成是植物生长素的最主要来源，其调控在植物响应发育信号和应对环境信号中扮演着极其重要的角色。在模式植物拟南芥中，TAA1/TARs(TRYPTOPHAN AMINOTRANSFERASE OF ARABIDOPSIS/TAA1RELATED PROTEINS)家族转氨酶将色氨酸催化形成中间产物IPA（吲哚丙酮酸），再由YUCs(YUCCAs)家族酶将IPA催化生成IAA（吲哚乙酸），这一途径是目前研究最清楚的生长素合成途径，为植物提供了绝大多数生长素来源。已有研究证实TAA1/TARs和YUCs的时空转录调控是植物调节生长素合成以响应内源生长信号及外界环境变化的重要途径，但转录调控并不能完全诠释生长素合成在植物体内的动态调节，预示着非转录调控模式的存在。本论文的研究首次揭示了生长素合成在翻译后水平的调控新机制。通过质谱技术鉴定到生长素合成关键酶TAA1在体内存在磷酸化修饰，经过体外酶活实验验证其101位苏氨酸(T101)的磷酸化状态是控制TAA1转氨酶催化活性的开关。体内实验证明，TAA1的磷酸化修饰调控生长素合成，从而决定生长素的局部浓度，最终参与到根尖分生组织及根毛等发育过程的精准调控。进一步研究发现，生长素信号通路的关键元件类受体激酶TMK4(TRANS-MEMBRANE KINASE4)与TAA1互作，其通过磷酸化TAA1的T101位点负调控生长素的合成和相关的生长发育过程。生长素部分通过TMK4调控TAA1的磷酸化水平，形成了生长素合成的负反馈调控机制，维持生长素在植物体内的浓度稳态。此外，TAA1的磷酸化位点在植物界高度保守，T101同源位点的磷酸化修饰在低等植物地钱中具有相似的功能，暗示了生长素合成的转录后调控机制在进化中的重要意义。本论文的研究还提供了许多新的线索，如TAA1蛋白的其他磷酸化位点也参与TAA1功能的调控，TAA1蛋白还存在其他的互作激酶等，这些工作的下一步研究将多方位揭示植物调控生长素合成的信号网络。综上所述，我们的发现首次提出生长素合成在蛋白水平的调控机制，为探索植物生长素浓度的调控机制提供了新的思路和方向，帮助人们更好地理解植物如何通过调节体内生长素浓度的变化去应对复杂的发育信号和环境信号。