全 文 ：基金项目：河北省自然科学基金(No. C2013204106)和国家自然科学基金(No. 31401759)
收稿日期：2015-09-16 接受日期：2015-11-12
STMP在拟南芥分枝发育过程中的功能鉴定
高梦烛 张昊 高静 王凤茹* 董金皋*
河北农业大学生命科学学院/河北省植物生理和分子病理学重点实验室，保定 071001
*通讯作者，wfr15931945160@126.com；dongjingao@126.com
摘 要 拟南芥(Arabidopsis thaliana)中含有脂/固醇结合的相关脂转移蛋白结构域(steroidogenic acute
regulatory related lipid transfer, START)的膜相关蛋白 (START domain containing- membrane related
protein, STMP)，STMP是START保守域(第 84~295位)功能未知的蛋白质，由 440个氨基酸组成、具有跨
膜片段、属于磷脂酰胆碱转运蛋白。为明确STMP在拟南芥发育调控过程中的作用，深入了解拟南芥发
育调控的分子机理，本研究用 35S强启动子启动 START结构域，构建 START结构域的过表达载体，利
用农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)侵染花序法把 STMP的过表达载体转入野生型拟南芥，获得过表达
STMP的转基因拟南芥，并用 qRT-PCR技术进行验证；分析转基因拟南芥分枝发育状况，明确 STMP在
拟南芥分枝调控过程中的作用；用qRT-PCR技术分析STMP的时空表达特性；构建STMP和绿色荧光蛋
白(green fluorescent protein, GFP)的融合蛋白载体，把此载体转入野生型拟南芥中，对转基因拟南芥中
GFP进行荧光观察，从而对STMP进行亚细胞定位。本研究获得了过表达 STMP的转基因株系；过表达
STMP的转基因拟南芥分枝比野生型明显增多，突变体 stmp的分枝减少；STMP的时空表达特性分析表
明，茎中 STMP的表达量最高，STMP定位在细胞质膜和细胞质中。结果表明 STMP可以促进拟南芥的
分枝发育，本研究对完善拟南芥分枝调控机制具有重要的意义，可以为植物株型的定向设计提供理论
依据。
关键词 含START结构域的膜相关蛋白(STMP)，分枝，拟南芥
中图分类号 Q945.45 文献标识码 A
Functional Analysis of STMP in the Process of the Branch Development
in Arabidopsis thaliana
GAO Meng-Zhu ZHANG Hao GAO Jing WANG Feng-Ru* DONG Jin-Gao*
Key Laboratory of Plant Physiology and Molecular Pathology, College of Life Science, Agricultural University of Hebei, Baoding 071001, China
* Corresponding authors, wfr15931945160@126.com; dongjingao@126.com
Abstract Arabidopsis thaliana steroidogenic acute regulatory related lipid transfer (START) domain
containing membrane related protein (STMP) is a function unknown protein containing transmembrane
segments, it has 440 amino acid. From 84th to 295th amino acids is START conserved domain. There is a
phosphatidycholine (PtdCho) binding site in START domain. In order to clarify the role of STMP in the
development and regulation of Arabidopsis thaliana, this study used the 35S promoter to construct the START
domain, Agrobacterium tumefaciens was used to infect the expression vector of STMP in wild type Arabidopsis
thaliana, obtained the transgenic Arabidopsis thaliana and used qRT- PCR technology to verify it. Clear the
role of STMP in the process of the regulation of the branch of Arabidopsis thaliana through analysis of the
Online system: http://www.jabiotech.org
农 业 生 物 技 术 学 报
Journal of Agricultural Biotechnology
2016, 24(4): 530~537
DOI: 10.3969/j.issn.1674-7968.2016.04.007
分枝是从茎顶端分生组织衍生出的腋生分生
组织分化而来，腋生分生组织形成于叶片的叶腋
处，继而产生叶片并形成一个芽。关于腋生分生组
织的形成有两种不同的观点：一种观点认为，腋生
分生组织直接源于顶端分生组织的细胞，且从来没
有失去其分生特性 (Mehrnia et al., 2013; Evers et
al., 2011)；另外一种观点认为，腋生分生组织是完
全重新形成于叶的叶腋处 (Kebrom et al., 2013)。
两种观点长期并存，只有发现更多的分枝相关基
因，才会逐步阐明植物分枝的形成机制。植物的分
枝过程中，存在很多调控腋生分生组织发生的基
因，按照在调控分枝发生中的作用分成两类：促进
腋生分生组织发育的基因和抑制腋生分生组织发
育的基因(Janssen et al., 2014)。
拟南芥(Arabidopsis thaliana)中促进腋生分生组
织形成的关键基因有侧枝抑制因子(lateral suppres-
sor, LAS)基因(Greb et al., 2003)、腋生分生组织调控
因子 (regulators of axillary meristems, RAX)基因
(Müller et al., 2006)、侧生器官周边 (lateral organ
boundary, LOB)基因(Sun et al., 2013)、杯状子叶(cup-
shaped cotyledon, CUC)基因(Nahar et al., 2012)和茎
分生组织(shoot meristemless, STM)基因(Long et al.,
2000)。此外，一些下游基因对腋生分生组织的发育
也有影响，REVOLUTA (REV)是编码亮氨酸拉链
(homeodomain-leucine zipper, HD-ZIP)转录因子，位
于LAS的下游，PHABULOSA (PHB)和PHAVOLU-
TA(PHV)也是该基因家族中的成员，在决定叶片的
发育过程中起重要作用，这些基因发生突变后，叶片
细胞的增殖能力降低，侧芽分生组织取代了原来的
叶原基 (Turchi et al., 2000; Kang, Dengler, 2002)。
LAS和RAX是相互独立的两条途径，LAS在REV的上
游起作用，而RAX通过CUC起作用，REV和CUC2再
进一步调控STM的表达(Talbert et al., 1995)。
拟南芥中抑制侧芽生长的基因主要有 Super-
shoot (SPS) (Tantikanjana et al., 2001)、Branches
thick gene (BUSHY)(Reintanz et al., 2001)、Ramosus
(RMS)和More axillary (MAX)(Sorefan et al., 2003)。
SPS和BUSHY属于细胞色素 P450家族，可调控侧
芽分生组织的发育，这两个基因突变后，突变体各
个节上均生长出很多侧芽(Dong et al., 2008)；RMS
基因的主要作用是控制植株根部产生的抑制分枝
的信号向顶部的长距离转导(Sorefan et al., 2003)；
在拟南芥中，MAX基因家族的作用主要是抑制侧芽
原基的形成(Bennett et al., 2006)。
综上所述，基于目前对分枝的形成和生长的了
解尚不深入，一些分枝调控基因的上下游基因以及
其在分枝调控中的相互关系也不十分清楚。为此，
亟需鉴定更多的分枝调控基因才能进一步阐明植
物分枝发生发育的分子机理。
含有脂/固醇结合的类固醇合成急性调节(ste-
roidogenic acute regulatory, STAR)相关脂转移蛋白
结构域 (steroidogenic acute regulatory related lipid
transfer, START)的膜相关蛋白(START domain con-
taining-membrane related protein, STMP)编码一个
含有跨膜结构域的功能未知蛋白质，与调控分枝发
育的转录因子REV、PHB和PHV同属START结构
域家族，只是REV、PHB和 PHV含有 START结构
域和同源结构域的HD-ZIP结构域；但 STMP仅含
START结构域。明确STMP的表达特性及在拟南
芥分枝发育过程中的调控作用，对完善拟南芥分枝
调控机制具有重要的意义，可以为植物株型的定向
设计提供理论依据。
developmental status of the transgenic Arabidopsis thaliana. Analysis of temporal and spatial expression of
STMP by qRT- PCR technique. Preliminary analysis of the subcellular localization of STMP was performed
through the establishment of STMP-GFP (green fluorescent protein) fusion expression vector and protoplast
transformation. In this study, transgenic lines over-expressing STMP were obtained. The expression of STMP
in transgenic plants was significantly higher than that in wild type, and the temporal and spatial expression of
STMP showed that the expression of STMP in stem was the highest, and GFP localized on cell membrane and
cell cytoplasm. These results showed that STMP promotes the development of the branches in Arabidopsis
thaliana. This study has important significance to improve the regulatory mechanism of Arabidopsis thaliana
branching, and provide a theoretical basis for the design of directional plant type.
Keywords START domain containing membrane related protein (STMP), Branching, Arabidopsis thaliana
STMP在拟南芥分枝发育过程中的功能鉴定
Functional Analysis of STMP in the Process of the Branch Development in Arabidopsis thaliana 531
农业生物技术学报
Journal of Agricultural Biotechnology
1 材料与方法
1.1 实验材料
实验于 2013-01至 2015-07在河北省植物生理
和分子病理学重点实验室完成。植物材料为Co-
lumbia生态型 (Col- 0)的拟南芥 (Arabidopsis thali⁃
ana)；用于载体构建和转化的菌株为大肠杆菌
(Escherichia coli) DH5α和根癌农杆菌(Agrobacteri⁃
um tumefaciens)GV3101；过表达载体PSN1301和花
椰菜花叶病毒(Cauliflower mosaic virus)35S启动子-
绿色荧光蛋白(35S promoter of cauliflower mosaic
virus- green fluorescence protein, CAMV 35S- GFP)
载体均由本实验室保存。RNA提取和反转录所
用试剂盒、本实验所用的酶及 PCR Mix均购于大
连宝生物有限公司，本实验所用引物由上海生工
生物有限公司合成。
1.2 STMP的生物信息学分析
通 过 NCBI(http://www.ncbi.nlm.nih.gov) 及
TAIR网站(http://www.arabidopsis.org)对含有脂/固
醇结合的类固醇合成急性调节(steroidogenic acute
regulatory, STAR)相关脂转移蛋白结构域(steroido-
genic acute regulatory related lipid transfer, START)
的膜相关蛋白 (START domain containing- mem-
brane related protein, STMP)的START保守结构域、
所包含的结合位点以及蛋白质的氨基酸组成进行
分析，利用Plant CARE软件对STMP蛋白质空间结
构进行预测。亲疏水性是利用软件SWISS-MOD-
EL 和 ProtPram(http://www.swissmodel.expasy.org/)
进行预测。
1.3 拟南芥中STMP基因的表达量分析
以生长 42 d的野生型拟南芥为材料，分别用
RNA试剂盒提取根、茎、莲座叶、茎生叶、花、果荚
的RNA，反转录后，利用 qRT-PCR技术分析 STMP
各基因的表达情况，反应体系如下：10 µL反应体系
内含 mix 5 µL、STMPF和 STMPR (10 μmol/L)各
0.2 µL、cDNA 1 µL、ddH2O 3.6 µL。94 ℃预变性 5
min，然后进行 94 ℃变性 30 s、57 ℃复性 30 s、72 ℃
延伸 1.5 min的 32个循环，最后 72 ℃下延伸 10
min。所用引物见表1。
1.4 STMP的亚细胞定位
分析NCBI(http://www.ncbi.nlm.nih.gov)网站提
供的 STMP的 cDNA序列中的酶切位点和CAMV
35S-GFP融合表达载体的多克隆位点，选定SacⅠ和
BamHⅠ内切酶；以Col-0拟南芥cDNA作为模板，用
STMP基因的特异引物(表1)，PCR扩增STMP，扩增
表1 拟南芥STMP基因的引物
Table 1 Primers for STMP cDNA from Arabidopsis thaliana
用途
Usage
过表达STMP
STMP overexpression
STMP qRT-PCR分析
qRT-PCR analysis of STMP
STMP亚细胞定位
Subcellular localization of STMP
内参
Internal reference
RT-PCR分析
RT-PCR analysis
RT-PCR分析
RT-PCR analysis
RT-PCR分析
RT-PCR analysis
RT-PCR分析
RT-PCR analysis
引物名称
Primer name
STMPOEF
STMPOER
STMPF
STMPR
STMPGFPF
STMPGFPR
UBQ5F
UBQ5R
PHBF
PHBR
PHVF
PHVR
REVF
REVR
ACTINF
ACTINR
引物序列(5~3)
Primer sequence
CGGGATCCATGAAGAGCGTATCAACCTGGG
CGAGCTCTTAAATGGTGGTGGTCTGGGTG
CAAACCCAAAGATGGCGGTG
ACTGCTCATGCTCAACCACA
CGAGCTCATGAAGAGCGTATCAACCTGGG
CGGGATCCAATGGTGGTGGTCTGGGTG
ACCACTTCGACCGCCACTACT
ACGCCTAAGCCTGCTGGTT
TTTGGTAGTGGCGTGCTT
TGAGGCTAAATCCAGGGTA
GTCAGCAGCAAAACCCAA
ATCACAAGGACGGATAAGAA
CTTACTTCAATCGCCTCCTC
GAACTTCCCATACCATCAGC
CGTCAGCAACTGGGATGATATG
GTGTGGCTGACACCATCACCAG
序列长度/bp
Sequence length
1023
633
1674
420
561
582
570
300
532
体系(25 µL)如下：DNA模板 1 µL、STMPGFPF和
STMPGFPR (10 μmol/L)各 1 µL、dNTP 2 µL、高保
真Tag酶0.5 µL、ddH2O 17 µL。94 ℃预变性5 min，
然后进行 94 ℃变性 30 s、58 ℃复性 30 s、72 ℃延伸
1.5 min的 35个循环，最后 72 ℃下延伸 10 min；用
SacⅠ和 BamHⅠ内切酶将 STMP的 PCR产物和
CAMV 35S-GFP质粒分别在 30 ℃酶切 4 h，然后用
T4 DNA Ligase把酶切后的 STMP的 PCR产物和
CAMV 35S-GFP质粒在 4 ℃下连接 8 h，连接好的
STMP-GFP融合表达载体转化大肠杆菌DH5α和农
杆菌GV3101，用于转化拟南芥。
STMP亚细胞定位是利用激光共聚焦显微镜
在488 nm下进行观察绿色荧光的位置，判断STMP
的定位。
1.5 STMP过表达载体的构建
分析过表达载体pSN1301的多克隆位点和ST⁃
MP的 cDNA序列所包含的酶切位点，选定共同的
限制性内切酶BamHⅠ和 SacⅠ。将 STMP的 PCR
产物(扩增条件同 1.4)，用BamHⅠ和 SacⅠ进行双
酶切，30 µL反应体系含BamHⅠ和 SacⅠ各 1 µL、
PCR产物 20 µL、酶切 buffer 2 µL、ddH2O 6 µL,
30 ℃ 4 h。酶切产物与双酶切后的 pSN1301质粒
用T4 DNA连接酶在 4 ℃下连接 8 h。连接产物转
化大肠杆菌DH5α和农杆菌GV3101，用于转化拟
南芥获得STMP过表达植株。
1.6 拟南芥的转化
转化拟南芥的方法参照Trieu等(2000)的方法，
略有改动。用含表达载体的农杆菌渗透缓冲液
(5%蔗糖, 0.02% silwet L-77)浸泡拟南芥花蕾 30 s，
然后于培养室中继续正常培养；将收获后的拟南芥
种子在筛选培养基上 (含 20 mg/L Hyg的 1/2MS
培养基)，暗培养4~5 d，筛选标准是：阳性苗下胚轴
明显要高于阴性苗；所得阳性苗最后用qRT-PCR技
术进行验证，反应体系和反应程序见1.3。
1.7 转基因拟南芥中STMP表达量的验证
提取野生型拟南芥和 STMP转基因拟南芥中
的RNA，反转录后，利用 qRT-PCR技术进行 STMP
的表达量分析。STMP和内参基因UBQ5的引物序
列见表 1，qRT-PCR扩增体系如下：10 µL反应体系
内含 mix 5 µL、引物 STMPF、STMPR、UBQ5F和
UBQ5R (10 μmol/L)各 0.2 µL、cDNA 1 µL、ddH2O
3.6 µL。反应程序见 1.3。检测 STMP表达量，
UBQ5为内参基因，重复3次。
1.8 拟南芥分枝数统计
每个株系取20个植株，进行分枝数的统计，利
用Microsoft Excel 2003进行数据方差分析，显著性
分析用SAS9.3软件。
1.9 STMP对已知分枝调控基因表达量的影响
用RT-PCR技术对过表达STMP的转基因拟南
芥中 STMP进行半定量分析，近轴基因PHB、PHV、
REV和内参ACTIN引物序列见表1，半定量RT-PCR
扩增体系(10 μL)：含mix 5 μL、引物(10 μmol/L)各
0.2 μL、cDNA 1 μL、ddH2O 3.6 μL。PHB、PHV和
REV的扩增程序均为：94 ℃预变性5 min，然后进行
94 ℃变性 30 s、58 ℃复性 30 s、72 ℃延伸 1.5 min的
32个循环，最后 72 ℃下延伸 10 min；ACTIN为内参
基因，94 ℃预变性 5 min，94 ℃变性 30 s、55 ℃复性
30 s、72 ℃延伸 1.0 min，28个循环，最后 72 ℃下延
伸10 min；各个实验均重复3次。
2 结果与分析
2.1 STMP的生物信息学分析
生物信息学分析结果表明，STMP属于磷脂酰
胆碱转运蛋白，共由 440个氨基酸组成，第 84~295
个氨基酸是 START保守域，该保守域具有磷脂酰
胆碱结合位点(图1)。
用同源模型服务软件 SWISS-MODEL(http://
www.swissmodel.expasy.org/)进行编码蛋白三维
空间结构的预测，发现 STMP的最高值为 3.91，
在第 35位，疏水性最强，在第 113位的最低值
为-3.23，亲水性最强。结合 ProtPram预测的平均
亲水性为-0.303，可知该蛋白为疏水性蛋白(图2)。
2.2 STMP在拟南芥不同组织的表达量分析
对拟南芥的根、茎、莲座叶、茎生叶、花、果荚中
STMP表达量的分析表明，STMP在拟南芥的茎中的
表达量最高，极显著高于根、莲座叶、茎生叶、花、果
荚等组织的表达量，在莲座叶和果荚中的表达量最
少(图 3)。这预示着 STMP可能在茎的发育过程中
起着重要作用。
STMP在拟南芥分枝发育过程中的功能鉴定
Functional Analysis of STMP in the Process of the Branch Development in Arabidopsis thaliana 533
农业生物技术学报
Journal of Agricultural Biotechnology
2.3 STMP的亚细胞定位分析
STMP-GFP融合蛋白转入原生质体后，在 488
nm下观察STMP的亚细胞定位。原生质体最外一
层圆环为细胞质膜，内部为细胞质部分，细胞质中
图3 拟南芥不同组织中STMP的表达量分析
Figure 3 Expression analysis of STMP in different tissue
in Arabidopsis
不同大写字母：不同组织间差异极显著水平(P＜0.01)，内参
基因：UBQ5，n=3
Different capital letters: Extremely significant difference at the
0.01 level, Reference gene: UBQ5, n=3
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0
根
Root
茎
Stem
莲座叶
Rosette
茎生叶
Cauline
花
Flower
果荚
Pods
B
相
对
表
达
量
R
el
at
iv
e
ex
pr
es
si
on
组织 Tissues
A
AAAA
图2 STMP的疏水性分析
Figure 2 Hydrophobicity analysis of STMP
1 101 202 303 404
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
疏
水
性
H
yd
ro
ph
ob
ic
it
y
氨基酸位点
Amino acid sites
图1 STMP的生物信息学分析
Figure 1 Bioinformatics analysis on STMP
A：STMP的氨基酸组成、START结构域和磷脂酰胆碱结合位点。红色：START结构域，绿色：磷脂酰胆碱结合位点；B：ST-
MP的三维空间结构，9个反平行的β折叠(黄色)和2个α螺旋形成一个疏水腔；C：STMP的疏水腔可以结合一分子磷脂酰胆
碱(用紫色和黄色的小球表示)
A: Amino acid composition of STMP, the START domain and the ptdcho binding site. The red: The START domain, The green:
The ptdcho binding site; B: Three dimensional structure of the START domain, nine-stranded antiparallel β sheet (yellow) and
two α helices(green) form an interior hydrophobic chamber; C: The interior hydrophobic pocket accommodate the phosphatidyl
choline molecule (purple and yellow ball)
A
B C
1 mnsgdtlstl aqfissserf frradgdvvf cycwatvlal vfillyqffl srkfrffsha
61 sssspvvsvs qslssqsgis ttlvsdedlk gliqklgers edaeiwedvi kksnprisyt
121 akcckptdgs pmkylsttvf edcspevlrd fymdneyrkq wdktvveheq lqvdsnsgie
181 igrtikkfpl ltpreyvlaw klwegkdkfy cfikecdhnm vpqqrkyvrv syfrsgwrir
241 kvpgrnacei hmvhqedagl nvemaklafs rgiwsyvckm enalrkyiat shrpqgptls
301 avslmkkips elesqtddit nssgtttsgm htgegakrkk llrkpskkli angmllvgga
361 vggaiclsrg hsalgakval ayflskmrkr gaqlsqtsqn avgsglghsc glspnvsvsa
421 sflavhfsih tsrfirlftq
534
分
枝
数
N
um
be
r
of
th
e
br
an
ch
es
Col-0
株系
Line
1 2 3
5
4
3
2
1
0
**
**
**
A
Col-0
1
2 3
B
对照原生质体
Control protoplasts
GFP空载体
GFP empty vector
STMP-GFP
A B C D
1 μm
1 μm
1 μm
1 μm
1 μm
1 μm
1 μm
1 μm 1 μm
1 μm1 μm
1 μm
图4 STMP的亚细胞定位分析
Figure 4 The subcellular localization of STMP
A：在白光下观察；B：叶绿体的自发荧光；C：用激光共聚焦显微镜在488 nm下观察；D：B和C的合并图
A: Observed with confocal microscopy in white light; B: Chlorophyll autofluorescence; C: Observed with confocal microscopy at
488 nm wavelength; D: The merge of B and C
图5 野生型拟南芥(Col-0)和过表达STMP转基因拟南芥(STMP-OE)3个株系分枝情况
Figure 5 Branch conditions of STMP in wild type (Col-0) and 3 transgenic line of overexpressed STMP transgenic Arabidop⁃
sis (STMP-OE)
A：株系分枝数统计；**：差异极显著水平(P＜0.01)；B：株系表型；1~3：过表达STMP转基因拟南芥株系；
A: Strain branch number statistic; **: Extremely significant difference at the 0.01 level; B: Strain phenotypic; 1~3: Overexpression
of STMP transgenic Arabidopsis lines
STMP在拟南芥分枝发育过程中的功能鉴定
Functional Analysis of STMP in the Process of the Branch Development in Arabidopsis thaliana 535
农业生物技术学报
Journal of Agricultural Biotechnology
叶绿体自发荧光为红色，GFP呈绿色，因此原生质
体显示绿色处即为 STMP蛋白的定位处。结果表
明STMP定位于细胞质膜和细胞质中(图4)。
2.4 过表达STMP转基因拟南芥分枝数观察
过表达 STMP的转基因拟南芥经 qRT-PCR分
析，验证获得过表达STMP的3个转基因株系(T3)(图
5A)，过表达STMP的转基因株系表现为分枝增多，
且随着STMP表达量的增多，拟南芥的分枝数也增
多(图 5B)。经统计分析，过表达 STMP的拟南芥分
枝随着STMP表达量的增加而增加，野生型一级分
枝数为 1.5，过表达 STMP转基因株系 1、2和 3的分
枝数分别为2、3.5和5。
2.5 STMP对其他已知分枝调控基因表达量的影响
分别取正常生长 4周的野生型和 STMP-OE3
过表达植株，用RT-PCR的方法分析过表达 STMP
对近轴面基因PHB, REV和PHV的表达量的影响，
RT-PCR分析表明表明过表达 STMP后，PHB的表
达量明显降低，而PHV的表达量略有升高，对REV
基因表达量的影响不大(图6)。
3 讨论
本研究分析了仅含START结构域的功能未知
的膜相关蛋白 STMP在拟南芥发育过程中的功
能。拟南芥START结构域家族成员共 35个，其中
调控近远轴极性的 PHV、PHB和 REV的功能已
知，这 3个蛋白除含有START结构域外，还含编码
亮氨酸拉链(homeodomain-leucine zipper, HD-ZIP)
转录因子结构域(Schrick et al., 2004)。PHB 显性
突变体 phb-1D 的叶片远轴面特征被近轴面特征
取代，产生近轴面化的荷叶状叶和针形叶，叶片的
内部结构也发生了相应的变化，在表型较弱的叶
片中木质部包围韧皮部，在最极端的针状叶中没
有维管发育或是只有不完善的木质部，而且 phb-
1D 的突变位点位于 START结构域中(McConnell
et al., 2001)。PHV和REV的突变体也都表现出影
响叶片近远轴极性分化的表型，PHB、PHV和REV
均参与调控叶片近轴面极性建成和胚后顶端分生
组织建成，而且有功能冗余的存在，但是在植物发
育的其他方面分别执行着不同的功能(Talbert et
al., 1995; McConnell et al., 2001)。 STMP 仅含
START结构域，拟南芥中仅含 START结构域的蛋
白共 9个，功能均未知。本研究表明STMP在拟南
芥分枝发育中起正调控作用，由于 STMP仅含
START结构域，说明 START结构域在分枝调控方
面起着重要作用。PHV、PHB和 REV中 HD-ZIP
结构域和 START结构域互相调控，表现出与 ST-
MP不同的表型。
本研究结果表明过表达 STMP可明显降低
PHB的表达量，说明 START家族成员之间存在调
控关系。对STMP的亚细胞定位结果表明，STMP
定位于细胞质膜和细胞质中，因此，推断STMP可
能是位于拟南芥分枝发育调控信号网络中较上游
的成员，在调控分枝发育中起着更关键的作用。
下一步通过蛋白质互作验证技术分析 STMP与
PHB的互作关系有助于完善拟南芥的分枝发育调
控机制。
4 结论
STMP是仅含 START结构域的含 440个氨基
酸的蛋白质，主要在茎中表达，在亚细胞结构中主
要定位在细胞膜和细胞质中；转基因拟南芥表型分
析表明，STMP参与拟南芥的分枝发育过程，STMP
表达量越多，拟南芥的分枝数增加，因此STMP在
拟南芥分枝发育过程中起正调控作用；STMP通过
下调START家族的近轴基因PHB调控拟南芥的分
枝发育。
图6 STMP-OE3中分枝相关基因的表达
Figure 6 The expression of the branch- related genes in
the transgenic plants of STMP-OE3
STMP：含 START结构域的膜相关基因；内参基因：ACTIN，
n=3
STMP: START domain containing-membrane related protein;
REV: REVOLUTA; PHB: PHABULOSA; PHV: PHAVOLU-
TA; Reference gene: ACTIN, n=3
STMP
ACTIN
REV
PHB
PHV
Col-0 STMP-OE3
536
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(责任编辑 王晓平)
STMP在拟南芥分枝发育过程中的功能鉴定
Functional Analysis of STMP in the Process of the Branch Development in Arabidopsis thaliana 537