下胚轴是位于子叶和根之间重要的胚性器官。植物种子萌发时下胚轴的迅速伸长,使胚根及胚芽突破种皮,令植物的生命活动正常进行。此外下胚轴还是研究细胞伸长重要的模式系统。因此研究下胚轴的伸长具有重要的意义。植物下胚轴的伸长生长受到许多内外因素的影响:例如光照,钙离子,生长素等。黄素单加氧酶YUCCAs(YUCs)是生长素合成IPy A途径中的限速酶。实验室前期研究发现与拟南芥野生型confirmed cases相比,光照条件下YUC7过表达材料下胚轴变长,而黑暗条件下的YUC7过表达材料下胚轴变短,但具体的调控机制却不清楚。因此本文对YUC7在光照和黑暗条件下调控拟南芥下胚轴伸长的分子机制进行了研究。本实验以拟南芥野生型(wild type,WT)、yuc7、YUC7过表达(YUC7-OE#7、YUC7-OE#8)、PIF3-OE、P_(YUC7)::GUS、DR5::GUS、yuc7×DR5::GUS,PIF3-OE×yuc7为材料,分别在黑暗条件下培养5 d和光照条件下培养7 d,进行以下实验:分析P_(YUC7)::GUS植株不同部位YUC7启动子活性;观察并统计WT、YUC7-OE和yuc7植株下胚轴长度;分析WT和yuc7植株中生长素分布情况并测定其生长素含量;观察并统计WT、YUC7-OE#7和yuc7下胚轴表皮细胞长度;检测WT和PIF3-OE中YUC7的表达量变化;观察并统计WT、PIF3-OE和PIF3-OE×yuc7下胚轴长度,得到结果如下:(1)GUS染色发现P_(YUC7:):GUS中的YUC7基因启动子活性在黑暗条件下培养的材料下胚轴中上部即快速伸长区最高。(2)光照条件下培养7 d的YUC7-OE下胚轴显著长于WT,而黑暗条件培养5d的YUC7-OE下胚轴短于WT,yuc7则表现出相反的表型。表明YUC7在光照条件下促进而在黑暗条件下抑制下胚轴的伸长。(3)与DR5::GUS相比,yuc7×DR5::GUS植株中GUS染色显著变浅;进一步使用LC-MS测定生长素含量,发现光照和黑暗条件下生长的yuc7植株生长素含量均低于WT,表明YUC7在光照和黑暗条件下均正调控生长素合成。(4)下胚轴细胞表型分析发现,与WT相比,光照条件下培养7 d的YUC7-OE植株下胚轴细胞显著变长,黑暗条件下培养5 d的YUC7-OE植株下胚轴中部和下部细胞明显变短,yuc7表现出与YUC7-OE相反的表型。说明YUC7在光照条件下促进而在黑暗条件下抑制下胚轴细胞的伸长。(5)检测WT和PIF3-OE植株中YUC7的表达量,发现与相同生长条件下的WT相比,下PIF3-OE植株中YUC7的表达点击此处量在光照条件显著上调,而黑暗条件下则显著下调,表明PIF3在光下促进而在暗下抑制YUC7的表达。(6)观察并统计WT、PIF3-OE和PIF3-OE×yuc7植株下胚轴表型,发现yuc7可以部分恢复光照条件下PIF3-OE下胚轴长长的表型,但黑暗条件下却不能恢复。综上所述,生长素合成酶基因YUC7可能受PIF3的调控通过调节下胚轴细Mirdametinib试剂胞的伸长进而在光照和黑暗条件调控下胚轴的伸长。