生长素作为最重要的植物生长激素之一,参与调控植物生长发育的每一个方面。目前对生长素的研究多以种子植物为对象,大部分是基于器官组织水平的,从细胞水平探究生长素的作用机理的报道很少。小立碗藓结构简单,细丝状原丝体仅由单层细胞构成,非常适合从细胞水平开展研究。关于生长素在小立碗藓中生长发育过程中的作用知之甚少,仅有少数报道生长素(NAA)能够促进小立碗藓绿丝体向轴丝体的分化。本实验前期初步建立了小立碗藓原丝体生长发育的观察体系。我在进一步明确该体系的控制条件的前提下,开展了生长素对于小立碗藓营养体生长发育的观察。利用完善后的体系,采用S型和L型两种绿丝体,我进行了生长素(IAA)以及生长素合成抑制剂处理条件下小立碗藓营养体生长发育的研究。种子植物中常用的生长素合成抑制剂Yucasin和L-Kynurenine的处理均能够降低小立碗藓绿丝体中生长素的信号。说明吲哚丙酮酸合成途径(IPA)也是小立碗藓中重要的生长素合成途径,与拟南芥具有较大的同源性。当我们外源施加IAA后,绿丝体分枝率和潜在分枝率均上升,而且外源施加高浓度生长素合成抑制剂Yucasin抑制绿丝体的分枝,而细胞分裂率并没有变化减弱甚至有所增加,新分裂后的绿丝体细胞伸长明显减弱,表明生长素并不直接促进分裂,而是绿丝体细胞的伸长和生长所必需的。外源施加IAA下产生的轴丝体的数速率更多且更长,因此生长素可以促进轴丝体的发生和生长。外源IAA处理下单根原丝体形成的芽数速率明显增加,而生长素合成抑制剂处理下芽的出现明显推迟,且数速率较少,因此生长素是芽的产生所必需的。外源IAA下茎叶体的高度,叶片数和假根数目都有所增加,而生长素合成抑制剂处理下茎叶体的伸长,叶发育和假根的发生被明显抑制,细胞伸长明显不足,而细胞数目变化并不特别显著。特别在L-Kynurenine条件下,茎叶体叶片不仅明显变小,且大速率出现缺刻现象。因此生长素对于茎叶体的生长发育也具有重要作用。1μmol/L IAA对于原丝体和茎叶体表现出一定程度的抑制作用,说明生长素具有低浓度促进和高浓度抑制双重作用的特点。另外,然Yucasin和L-Kynurenine都能够抑制绿丝体和茎叶体的分化和生长,但是Yucasin起作用迅速而L-Kynurenine相对较慢,L-Kynurenine比Yucasin更明显推迟了茎叶体出现的时间和数目。说明Yucasin和L-Kynurenine对小立碗藓生长发育的抑制作用不同。我们推测是由于它们抑制生长素合成的靶点不同的缘故。此后的实验可以根据具体要求,采用不同的生长素抑制剂进行处理。我们的研究结果表明,与此前报道不同,生长素IAA对于包括原丝体和茎叶体在内的小立碗藓营养体的生长发育具有重要作用。生长素可以促进小立碗藓细胞的伸长,具有低浓度促进,高浓度抑制的特点,与种子植物相同。而且其内源IAA的合成也可以被种子植物的生长素合成抑制剂所抑制。因此生长素在高等植物中的作用很可能是非常保守的。进一步肯定了小立碗藓是一个在细胞水平上研究生长素作用机理的极佳材料。本研究结果不仅明确了生长素对于小立碗藓细胞的本质作用,也为进一步分析生长素在细胞水平的作用机理创造了良好的前提条件。