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植物中数以千计的小分子信号肽(SSPs)在调控植物生长发育和防御反应等诸多方面发挥着重要作用,也被称为植物多肽激素。但目前只对很少一部分进行过初步研究,对其相关基因及作用机制知之甚少。因此,鉴定植物SSPs、发掘相关功能基因、解析其作用机制、探索其在作物生产中的应用潜力具有重要的理论与实践意义。本文应用人工合成的特定SSP或保守序列短肽,对其在调控拟南芥根系生长发育与矿质吸收等方面的功能和应用潜力进行了初步研究,取得如下研究结果:1.本文在本实验室的前期研究基础上,验证了人工合成仅含7个氨基酸残基(YIYEVAK)的短肽BIN7具有在低浓度时调控拟南芥根系生长发育的功能。发现BIN7对拟南芥根系的生长存在类似于植物激素的低浓度促进和高浓度抑制现象。为鉴定相关SSPs的功能基因,以拟南芥EMS诱变群体为材料,用系列BIN7浓度的MS培养基从EMS诱变群体中筛选根系对BIN7不敏感的突变体,初步获得2个稳定的不敏感株系,并分析了BIN7不敏感突变体对BIN7的响应情况。为进一步克隆相关功能基因奠定了基础。2.人工合成了凯氏带完整性因子保守序列RPPFKLIPN的短肽(CIF),用低浓度CIF短肽处理拟南芥幼苗和根系,用激光扫描共聚焦显微镜结合PI染色观察了凯氏带的形成情况,发现该短肽处理后内皮层凯氏带较为发达和完整。采用ICP-MS分析发现CIF短肽对拟南芥多种矿质元素吸收积累具有显著影响。采用RT-q PCR方法发现CIF短肽处理对多个离子吸收转运体基因表达具有显著影响。3.利用合成的BIN7和CIF,分析了其对水稻和油菜生长发育的影响。水稻种子和油菜种子浸种试验发现,用低浓度(10μM)BIN7浸种明显促进种子的萌发,但用低浓度(0.1μM)CIF浸种影响不大。培养基添加低浓度的BIN7可促进水稻幼苗和油菜幼苗根系和茎叶生长,而添加高浓度(300μM)的BIN7则抑制幼苗根系和茎叶生长。在营养液中添加低浓度(0.1μM)的CIF,对水稻幼苗新生根的生长没有明显影响。本文关于BIN7和CIF两种植物小分子信号肽的研究结果,为进一步鉴定相关功能基因、解析其调控根系生长发育和矿质吸收的功能和在作物生产实践中探索新的调控手段和制剂产品提供了有益参考。