干旱是植物面临最主要的非生物胁迫。干旱胁迫下,植物增加根毛的生长,提高吸收水分能力,从而增加耐旱能力。因此,干旱胁迫下根毛生长机制研究是植物耐旱机理的一个重要领域。微丝骨架是调节根毛生长的必需因子。ADF11是拟南芥微丝解聚因子ADFs家族成员之一。AtADF11主要定位于拟南芥的根毛中,而AtADF11的体内功能未见任何报道。本研究分析了AtADF11对根毛生长的影响,并且研究了AtADF11通过调节根毛生长影响拟南芥应对干旱胁迫的过程。本试验的具体研究结果如下:(1)通过三引物法鉴定了Atadf11-1和Atadf11-2两个株系的纯合突变体植株,作为AtADF11基因缺失的试验材料。克隆AtADF11基因,构建AtADF11表达载体,转入Atadf11-1突变体植株,通过鉴定和筛选得到恢复突变AtADF11-COM植株,作为恢复突变试验材料AtADF11-COM。在正常条件下,Atadf11-1突变体植株均表现出比野生型(WT)幼苗更长的根毛,而AtADF11-COM的根毛生长与WT相似,表明AtADF11负向调节根毛生长。(2)qRT-PCR证明干旱胁迫抑制拟南芥根中AtADF11基因表达。将AtADF11启动子融合GUS基因构建并筛选了拟南芥pADF11::GUS材料。pAtADF11::GUS材料GUS染色发现:AtADF11主要定位于根毛细胞中,且随干旱处理时间增长,AtADF11在根毛中的表达量明显降低,表明干旱胁迫负向调节AtADF11在根毛中的表达。(3)干旱诱导了WT植株根毛生长。干旱处理下,Atadf11-1和Atadf11-2突变体植株根毛明显长于WT。AtADF11-COM植株与WT相似,表明干旱胁迫下AtADF11负向调节了根毛长度。(4)在干旱条件下,Atadf11-1突变体植株与WT相比,表现出生长状态好,干重多,含水量高,AtADF11-COM植株与WT相似,表明干旱胁迫下AtADF11负向影响了植物水分状况和耐旱性。综合上述结果,本研究率先证实了AtADF11负向调节根毛生长,并且AtADF11通过调控植物根毛生长参与拟南芥耐受干旱的过程。本研究为拟南芥AtADF11的体内功能和根毛生长响应干旱胁迫研究提供了新的科学依据。