全 文 ：生命科学
Chinese Bulletin of Life Sciences
第22卷 第11期
2010年11月
Vol. 22, No. 11
Nov., 2010
文章编号 ：1004-0374(2010)11-1167-06
收稿日期：2010-07-13
基金项目：国家自然科学基金项目(30730011)
*通讯作者：E-mail：hongweig@pku.edu.cn
拟南芥乙烯信号转导机理的遗传学和化学生物学研究
赵　琼，何文容，张新岩，郭红卫*
(北京大学蛋白质工程及植物基因工程国家重点实验室，北京 100871)
摘　要：乙烯信号途径的建立得益于一系列的突变体研究，EIN3 是乙烯信号转导通路的核心转录因子，
EIN3 的蛋白质含量严格受F-BOX 蛋白EBF1/EBF2 的降解调控。为了进一步挖掘乙烯信号途径的新组分
和深入研究 E I N 3 及其下游的信号组分，作者筛选了四个不同来源的 T - D N A 库，并利用转基因植物
EIN3ox 作为遗传背景，进行了EIN3 下游的抑制子筛选工作，还利用化学遗传学的方法筛选了四个小分
子 库 。
关键词：乙烯信号；拟南芥；突变体筛选；化学遗传学
中图分类号：Q945; Q946.885 文献标识码：A
Genetic and biochemical study of the ethylene signaling in Arabidopsis
ZHAO Qiong, HE Wen-rong, ZHANG Xin-yan, GUO Hong-wei*
(National Laboratory of Protein Engineering and Plant Genetic Engineering, College of Life Sciences, Peking University,
Beijing 100871, China)
Abstract: Genetic and biochemical study of mutants involved in ethylene signaling established the current
molecular framework of ethylene signaling in Arabidopsis. EIN3 as a key transcription factor is negatively
regulated by EBF1/2 mediated degradation. To discover new components involved and to further study the
events downstream EIN3, we screened mutants from four T-DNA insertion mutants’ pools and another EMS
mutated pool in background of EIN3ox. Besides, we screened four small compounds pools for chemicals may have
effect on ethylene signaling in plants.
Key words: ethylene signaling; Arabidopsis; mutant screening; chemical genetics
1　研究意义
乙烯作为一种最简单的植物激素，参与植物生
长和发育调节的许多过程。在植物体内，乙烯的生
物合成受到严格的调控，它只在植物生长发育的特
定阶段和特定条件下产生，例如植物的种子萌发、
生根、开花、果实成熟、叶和花器官的衰老和脱
落等过程均与乙烯有关[1 ]。此外，逆境条件，如
机械损伤、干旱、水淹、热激、冷冻、金属离
子(Li+和Cd2+)、病原菌侵染等也能诱导乙烯的生物
合成，其他植物激素，如生长素和细胞分裂素，对
植物进行处理也可以启动乙烯的合成。乙烯的大量生
成往往伴随明显的生理效应。乙烯跃变加速植物衰
老，促进采后水果和蔬菜成熟，很容易引起腐烂[2]，
造成每年大量水果和蔬菜的损失。因此，高等植物
乙烯信号转导的研究，不仅具有重要的理论意义，
而且具有实际的应用价值。
对乙烯的研究，早期主要集中在乙烯的生理效
应、乙烯的生物合成途径及其调控上。近十多年
来，随着分子生物学和遗传学的长足发展，我们对
乙烯的信号转导有了更进一步的理解。“三重反
应”是乙烯典型的生物学效应，在拟南芥中表现为
黄化生长的幼苗放在微量乙烯气体中或含有乙烯生
1168 生命科学 第22卷
物合成前体 ACC 的培养基上，其下胚轴变短、变
粗，根变短，顶端弯钩加剧[ 3 ]。“三重反应”在
植物发育的早期发生(拟南芥中为萌发后3 d)，这就
使得乙烯反应突变体的大规模筛选更为便利。 基于
植物对乙烯的“三重反应”特征，乙烯反应的突
变体主要分成两大类： (1)对乙烯不敏感或敏感性减
弱的突变体，特征是在黑暗中萌发的幼苗，即使在
存在乙烯或ACC的条件下，表现出完全或者减弱的
“三重反应”，包括ethylene/ACC-insensitive (ein/
ain)和ethylene-resistant(etr)以及weak ethylene insen-
sitive (wei)[4-6]等；(2)组成型乙烯反应突变体，特征
是黑暗中生长的幼苗，在不存在乙烯的条件下，仍
能表现出“三重反应”。组成型乙烯突变体根据其
对乙烯合成或者乙烯信号感知抑制剂 (例如AVG和
硝酸银)的敏感程度又分为两类：表型能被抑制剂
抑制的乙烯过量产生突变体(ethylene-overproducers,
eto)和表型不能被抑制剂抑制的组成型乙烯反应突变
体(constitutive triple response, ctr)。
通过对这些突变体进行遗传学及分子生物学研
究，已在拟南芥中确立了一条从内质网膜定位的乙
烯受体到核内转录因子的线性信号转导模型。拟南
芥中共有 5 个乙烯受体：ETR 1、E TR 2、E RS 1、
ERS2 和 EIN4。这些受体与细菌的双组分调控蛋白
具有相似性。拟南芥5 个乙烯受体中的任何一个发
生显性突变都会使植物变得对乙烯不敏感。作为最
早被鉴定的乙烯受体，ETR1 被证明有组氨酸激酶
活性[7]。对ctr1 的研究发现，其缺失突变体表现为
乙烯信号通路组成型激活。因此，说明 CTR1 是乙
烯信号转导的负调控因子[8]。EIN2 位于CTR1 下
游，ein2 功能缺失突变体表现为乙烯完全不敏感。
EIN2 编码一个与二价阳离子转运蛋白Nramp类似的
膜蛋白，但在异源转化试验中，并没有发现 EIN2
具有转运金属的能力，所以EIN2 在乙烯信号转导
中究竟如何发挥作用至今仍不清楚[9]。Qiao等[10]研
究表明，EIN2 在蛋白质水平上受F-BOX 家族蛋白
ETP1 和 ETP2 的负调控。
遗传分析表明，在EIN2下游的乙烯信号途径是
由一类植物所特有的核蛋白EIN3家族来介导的[11]。
EIN3属于一个小的转录因子基因家族，在拟南芥中
还包括了 5 个 EIN3 类似蛋白 EILs(EIN3-like
proteins)，分别为EIL1~EIL5，其中EIL1与 EIN3
的同源性最高[11]，过量表达EIN3或 EIL1组成型活
化了乙烯信号途径，功能缺失突变EIN3或 EIL1表
现出部分的乙烯不敏感，表明EIN3 家族成员之间
存在功能冗余[11]。乙烯对EIN3调控是通过泛素降解
途径来完成的。拟南芥中的两个F-box 基因，EBF1
和 EBF2 为 EIN3 结合蛋白，EBF1 或 EBF2 过量表达
引起植物对乙烯不敏感，ebf1 和ebf2突变株对乙烯
反应增强，而双突变体则表现出组成型乙烯反应，
并且积累较多的 E I N 3 蛋白。没有乙烯存在时，
EIN3 蛋白被泛素降解途径迅速降解。这些结果表
明，乙烯反应是通过EBF1/EBF2 介导的泛素降解途
径对EIN3 的降解来调节的，EBF1 和 EBF2 是乙烯
途径的负调控因子[12-14]。位于CTR1 下游的乙烯信
号途径组分 5 → 3 的外切核酸酶 EIN5 通过启动
EBF1 和 EBF2 的 mRNA 降解，拮抗EBF1 和 EBF2 对
EIN3 的降解，导致EIN3 蛋白积累，进而引起乙烯
反应[15,16]。
EIN3作为转录因子可结合ERF1 (ethylene re-
sponse factor 1)基因的启动子元件，即初级乙烯应
答元件 (primary ethylene response element, PERE)。
这个元件序列是一些防御基因表达所必需的。一些
ERF 基因编码转录激活因子，而另一些编码转录抑
制因子。不同 ERF 基因的表达所受的调控也不同，
其中有一部分受乙烯调节，例如ERF1、ERF14 等。
这种家族多个成员转录级联使得其能在多个点被不
同途径调节[17]。
乙烯调控了植物发育的多种过程，建立在“三
重反应”基础上的分子遗传学研究对揭示乙烯的生
理功能有非常大的贡献，但之前对于植株后期发育
事件少有涉及。乙烯信号组成型活化导致叶面积变
小，如ctr1-1、EIN3ox和ein3 ebf1 ebf2；与之相
反，乙烯不敏感突变体则较野生型叶片要大，如
ein2和ein3 eil1，这表明乙烯信号的激活抑制了叶
片的伸展。叶片大小是植物上非常重要的性状，直
接决定了光合作用的面积。拟南芥叶片大小受到多
种激素的调控，在已经报道过的突变体中有多种植
物激素相关的突变体在叶片大小上与野生型有明显
差异，但是其中具体的机制尚不清楚。实验中发现
乙烯既可以调控植物细胞的细胞周期，也可以调控
细胞内基因组的拷贝数，从而影响整体的细胞数目
和细胞大小。除此，乙烯可以促进根尖干细胞的活
性。拟南芥 ETO1 基因的突变导致体内过量合成乙
烯，而eto1突变体根尖静止中心的细胞分裂次数增
加，ctr1突变体也有相似的分裂次数增加的现象；
相反，乙烯不敏感的突变体根尖干细胞的活性降
低，分裂次数减少[18 ]。
基因芯片结果分析以及生理或遗传学研究表
1169第11期 赵　琼，等：拟南芥乙烯信号转导机理的遗传学和化学生物学研究
明，乙烯与生长素、光、赤霉素、茉莉酸、水
杨酸、细胞分裂素、葡萄糖等途径存在着广泛的交
叉反应，它们共同参与了调控植物的生长发育和应
对生物、非生物胁迫的过程。例如乙烯和生长素都
与根的伸长、下胚轴的差异生长、根毛的形成和伸
长相关。如上所述，ERF1 是乙烯信号途径的一个
下游组分，其表达直接受 EIN3 调控，参与乙烯介
导的防御反应。Berrocal-Lobo和Molina[19]研究发现
ERF1 也调控了JA 介导的防御反应。拟南芥生长素
抗性突变体aux1不仅缺乏生长素的向地性反应，而
且对乙烯反应不敏感，进一步分析表明，EIN2 能
调控AUX1 的作用[20]。关于光和乙烯相互作用的研
究结果也表明，乙烯在光诱导的植物变绿过程中起
着重要的正调控作用[21]。
综上所述，通过对拟南芥等的乙烯反应突变体
的研究，乙烯信号转导的研究取得了重要进展，包
括乙烯信号转导途径中的关键基因的克隆、各个基
因的遗传关系和基本功能的分析以及乙烯信号转导
途径框架的初步建立；但还有许多问题有待解决，
如乙烯信号转导途径中各组分间相互作用的确切生
化机制；乙烯受体活性的调节方式；CTR1 被 ETR1
调控的生化过程；铜离子怎样导致乙烯受体的构象
变化等。乙烯与其他植物激素，如生长素、脱落
酸、细胞分裂素、水杨酸、茉莉酸和赤霉素等存
在着广泛的联系，激素间的相互作用以及它们对植
物发育过程的调控也是重要的研究领域。
解决上述问题的方法之一是寻找乙烯信号转导
途径中新的关键组分。分离和鉴定与已知关键组分
相互作用的蛋白，并结合这些基因的功能获得型和
功能缺失型突变体来研究其功能，将有助于了解乙
烯信号转导途径中的许多生物化学机制。通过遗传
学方法筛选乙烯信号转导途径突变体仍是一条行之有
效的方法，发展新的遗传学筛选方法，如筛选功能
获得型突变体库和在已有突变体的基础上筛选表型回
复突变体(抑制子筛选)将会大大增加我们对乙烯信号
转导途径的了解。此外，由于转录调控在介导乙烯
反应上起着重要作用。因此，阐明乙烯调节基因表
达的模式将有助于深入了解这一激素的作用机制。
2　项目的主要进展
2.1　通过筛选功能获得型突变体库分离和鉴定新的
乙烯反应调节因子
我们已从四个不同来源的T-DNA插入突变体库
中进一步克隆了22个T-DNA插入位点侧翼序列，并
对获得的突变体中的四个进行了进一步的表型分析
和遗传分析。
zm142 突变体表现为组成型的乙烯反应，并对
乙烯不敏感。在发育后期，该突变体与野生型相比
没有太大差异。外源施加乙烯合成(AVG)和感知的
抑制剂(AgNO3)并不能恢复其组成型乙烯反应表型，
表明该突变体没有影响到乙烯合成途径。RT-PCR
结果表明，突变体内几种乙烯响应基因表达水平发
生了明显的变化，提示该突变体其野生型基因很有
可能参与了乙烯的信号转导途径。ZM142 编码一个
RNA 结合蛋白。我们将zm142 与乙烯信号途径的各
已知突变体etr1-1、ein2-5、ein3-1、ein4、ein5-1
进行了杂交，其中一些已经得到了纯合的双突变
体，目前正在进行系统的表型分析。
234 突变体表现为组成型乙烯反应，基因克隆
结果表明，突变体234表型是由AT4G27640 基因突
变造成的。在234突变体和野生型杂交的F2后代中
挑选了约60个具有234表型的个体。genotyping结
果表明，所有的个体在AT4G27640 这个基因的两条
染色体上都有 T-DNA 插入，证明了表型与 T-DNA
插入位点的连锁。另外，RT-PCR 在 234 突变体中
检测不到AT4G27640 基因的表达，表明T-DNA 的
插入破坏了该基因的表达。我们已经获得过量表达
AT4G27640 的转基因植株，过表达的表型观察很快
就能够进行。我们发现，银离子和 AV G 处理不能
抑制 234的组成型乙烯反应表型，并且234与野生
型表现出相似的乙烯反应表型。由此推断234可能
与乙烯通路并没有关系。同时，Western blot的方
法也显示234突变体中EIN3蛋白(乙烯信号通路的重
要转录因子)没有异常表达，进一步表明234在蛋白
质水平上没有影响到乙烯反应。
234 突变体表现出对脱落酸超敏感的表型。在
萌发之后，234 的生长受到ABA 的严重阻遏，由此
我们推测该基因可能参与ABA信号途径，特别是在
萌发后生长这一环节起非常重要的作用。此外，我
们发现234对于盐胁迫超敏感，具有晚花、根系较
短等表型，这些可能都与ABA信号通路的变化有关
系。我们已经将234与另外两个ABA不敏感突变体
a b i 4 和 a b i 5 进行了杂交，双突的表型对于
AT4G27640 在 ABA 途径的定位可能有帮助。为了研
究234 与 ABA 信号通路的联系，abi1-1、abi2-1、
abi4-1、abi5-1 分别与imp2-1(234基因在野生型背
景的突变株) 进行了杂交，期望通过对这些双突变
体的性状分析来揭示IMP2 与ABI1/2/4/5 的遗传上
1170 生命科学 第22卷
下游关系，从而确定IMP2 在 ABA 信号通路中的
位置。目前获得的abi4-1/imp2-1 和abi5-1/ imp2-1
的纯合双突变体在分析到的几个方面的表型上分别
与abi4-1 及abi5-1 一致，能够抑制imp2-1 的表型。
双突变体种子的萌发与abi4-1 及abi5-1 一样不再受
ABA 的抑制；在子叶变绿等性状上，双突变体对
ABA 不敏感，在光照培养条件下与abi4-1 或abi5-1
生长程度相似，子叶变绿时间相近。以上结果证
明，ABI4 和 ABI5 可能位于IMP2 的遗传学下游。
IMP2 的编码全序列被克隆进pCHF3-GFP 载体中，
并以电介导转化入BY-2 烟草叶肉细胞。在荧光显
微镜下，可见IMP2-GFP 在细胞质中和细胞核内均
有分布，并在核内相对富集，与其转运的功能相符
合。荧光半定量PCR结果表明，imp2-1 比 Col 在
ABA 依赖的转录因子ABI5 基因表达水平上对外源
ABA具有更敏感的响应；同时，与Col 相比，imp2-1
的 ABI5 表达量也具有较为显著的上调。AtEm1 是
ABA 信号通路的下游基因，其表达量可受ABA 信
号的诱导，AtEm1 的表达水平表现了与ABI5相一致
的趋势。
综上所述，我们初步推断，IMP2 与 ABA 信号
通路有着密切的联系，imp2-1 通过对ABA 信号通
路的影响而表现出被我们观察到的表型，其对ABA
的超敏感正是由于上调了ABA依赖的转录因子，从
而放大了 ABA 信号的效应。据此，我们初步推测
IMP2将一个负调控因子转运入核内，负向调控ABA
依赖的转录因子ABI4/ABI5的活性水平。在imp2-1
中，I M P 2 活性缺失，负调控因子无法转运入核
内，引起转录因子ABI4/ABI5 的水平上升，从而上
调ABA 下游基因的表达。而在abi4-1/imp2-1 和
abi5-1/imp2-1 的双突变体中，由于转录因子活性缺
失，无论负调控因子是否被运进核内，植株都会表
现出ABA 不敏感的表型。
突变体QA105在根部表现为乙烯不敏感，我们
用图位克隆的方法克隆到 Q A 1 0 5 的突变基因为
AT5G05730(WEI2)。
突变体WM16 的下胚轴表现出组成型的乙烯反
应，我们用图位克隆的方法将突变基因定位到4号
染色体的着丝粒和分子标记 NGA8 之间，目前正在
进行精细定位。
2.2　乙烯信号途径关键转录因子EIN3 及其下游基
因的突变体筛选和鉴定
以 EIN3 过量表达转基因植株EIN3ox作为EMS
突变背景，通过经典的“三重反应”筛选，获得
了六个EIN3抑制子突变体seo (Suppressor of EIN3
overexpressor)。出人意料的是，相应的图位克隆
工作将其中五个seo (seo2、seo3、seo7、seo10、
seo17)的突变位点定位于EIN2基因座位附近，随后
的候选基因测序工作表明，这五个 se o 突变体为
EIN2的不同等位突变。通过遗传杂交的方法我们得
到了ein2-5 EIN3ox 双重突变体，表型分析表明，
与上述的五个seo类似，ein2-5 EIN3ox 在正常生长
条件下，其下胚轴和根的表型介于ein2和EIN3ox之
间，但表型更接近于ein2，并且ein2-5 EIN3ox在
黄化苗“三重反应”和乙烯诱导的柱头外露表型上
均表现为乙烯不敏感。以前在ein2突变体中很难检
测到 EIN3 蛋白积累，我们接下来检测了 ein2-5
E I N 3 o x 中 E I N 3 蛋白积累情况，发现相对于
EIN3ox，ein2-5 EIN3ox 中的EIN3蛋白积累减少，
从而解释了ein2-5 EIN3ox表型介于ein2和EIN3ox之
间的原因。此外，我们发现 ACC 处理不能进一步
增加EIN3蛋白在ein2-5 EIN3ox 中积累。接下来，
我们用蛋白质合成抑制剂处理ein2-5 EIN3ox 和
EIN3ox 发现，相对于 EIN3ox，ein2-5 EIN3ox 中
的 EIN3 蛋白降解更快，但施加蛋白酶体抑制剂
MG132 能同等地导致EIN3蛋白在EIN3ox 和 ein2-5
EIN3ox 中积累。下游乙烯反应基因的RT-PCR 结果
也同样表明乙烯不能进一步诱导 ERF1 和 EBF2 在
ein2-5 EIN3ox中积累。上述结果表明，EIN2对于
EIN3 蛋白的稳定和活性起着重要作用[22]。
在上述筛选中我们筛选到了一个表型上与ein2 非
常类似的，但并不是EIN2 发生突变的EIN3 抑制子
突变体seo5(v27)。遗传分析表明，该突变为一个不
依赖于EIN3ox遗传背景的隐性单基因突变，已经构
建了和Ler 杂交的F2 群体，图位克隆正在进行中。
由于 EIN3ox 表现为组成型的叶片变小表型，
为进一步研究乙烯调控子叶大小的分子机理，我们
在以EIN3ox 为背景的EMS 诱变突变体库中，还就
叶片大小这一表型进行了抑制子突变体的筛选，共
筛选到了三个子叶变大的突变体S26、S28 和 S37。
遗传分析表明，这三个突变体都是隐性突变，突变
没有影响到 EIN3 本身，并且这三个突变体也都不
是EIN2 发生了突变。另外，互补实验表明，这三
个突变体属于两个互补组，其中S26、S28 为等位
突变。我们分别构建了S26和 S37突变体与不同生
态型的杂交群体，目前已将S26定位于第三条染色
体的一个100 kb的区域内，正在进行精细的图位克
隆，S37 突变体的基因克隆工作也即将展开。这些
1171第11期 赵　琼，等：拟南芥乙烯信号转导机理的遗传学和化学生物学研究
突变体其相应的野生型基因的克隆将有助于研究拟
南芥叶片大小与激素尤其是乙烯调控的关系。
2.3　乙烯反应的小分子抑制剂筛选以及化学遗传学
研究
尽管传统的遗传筛选技术是一种高度特异的筛
选方法，但也存在一些不足，如：突变不可调(无
时空性)，很难获得必需基因或功能冗余基因的缺
失突变体，难以对瞬时发生的动态细胞过程进行研
究。近年来兴起的化学遗传学方法为传统的遗传筛
选技术提供了有力的补充和革新。化学遗传学，20
世纪90年代被提出，是指应用具有生物学活性的化
学小分子，改变靶蛋白作用，从而研究这些靶蛋白
的生物学功能[23]。化学遗传学方法在动物，特别是
药物筛选的应用中已经相对成熟，植物中早期应用
于抗真菌剂及除草剂的筛选，随后在植物激素，特
别是植物生长相关激素的研究中获得应用并取得一
些成果。例如：乙烯信号转导途径中 ran1 突变
体[24,25]、茉莉酸信号途径中的ber15突变体[26]以及生
长素信号途径中的sir1等[27]。我们利用商业化小分
子文库，以拟南芥组成型乙烯反应突变株eto1(乙烯
过量合成)和ctr1(乙烯途径组成型激活)为测试株系，
对所建文库中的小分子化合物进行乙烯反应筛选，
以期获得使组成型乙烯反应突变体eto1和ctr1恢复
为野生型表型的小分子抑制剂。同时，检测其他乙
烯反应突变体对筛选到的小分子化合物的反应，以
测定该化合物在乙烯响应途径中的可能靶位点。
通过初步筛选，我们共获得了4个可能与乙烯
相关的小分子抑制剂。随后我们对其中两个表型较
强的小分子抑制剂 SMI1 和 SMI2 进行了进一步研
究，其中SMI1 可以明显抑制乙烯合成途径突变体
eto1-2组成型的根短表型，而对转基因植物EIN3ox、
乙烯不敏感突变体(ein2-5、 ein3-1 eil1-1)以及野生型
Col-0 没有明显表型。因此，我们猜测SMI1 作用
于乙烯合成途径；而SMI2 可以明显抑制乙烯信号
途径突变体ctr1-1、转基因植物EIN3ox以及乙烯合
成途径突变体eto1-2的组成型根短表型，但对于乙
烯不敏感突变体ein2-5、ein3-1 eil1-1和野生型Col-0
没有明显表型。因此，我们猜测SMI2 有可能作用
于乙烯信号通路。
进一步的GC 检测、组织化学染色及蛋白检测
等相关实验，确定SMI1 可能作用于乙烯合成途径
而SMI2 可能作用于乙烯信号通路。同时，一些相
关实验数据也暗示了SMI2可能对乙烯相关的生长素
合成途径也有一定影响。
有趣的是，我们发现SMI2 不只对拟南芥起作
用，对油菜(W6)同样也有类似作用，暗示SMI2 作
用机理研究清楚后，可以将其大力推广应用到农业
生产中。
3　研究展望
乙烯信号转导研究的最大瓶颈仍然是一些与信
号转导相关的重要组分突变体的缺乏，分离并鉴定
这些组分势在必行。然而，传统的功能缺失型突变
体筛选已很难得到新的突变体，而可诱导型激活标
签突变以其可控、基因易分离等优势逐渐成为新的
筛选手段。本研究计划将利用国内外多个实验室构
建好的activation tagging或estrogen-induced功能获
得性突变体库，从而克服传统方法的局限性。尽管
利用这些功能获得型突变体库在其他植物研究领域
有过成功的范例，但国际上还没有报道过应用于乙
烯反应的研究中。因此，这将是对乙烯信号转导研
究的一个新颖而可行的切入点。
EIN3是乙烯信号途径中的一个关键转录调控因
子，然而 E I N 3 下游的调控机制尚不清楚，对于
EIN3 蛋白本身的生化特性也知之甚少。我们发现，
EIN3 组成型过量表达转基因植株EIN3ox 由于其特
殊表型而成为抑制子筛选的理想突变背景。例如，
在无乙烯处理时，EIN3ox 表现为组成型“三重反
应”，而外施乙烯时则是乙烯超敏感表型；除此之
外，EIN3ox植株还表现出明显的发育缺陷表型。通
过对EIN3ox 的 EMS 诱变突变体的筛选和鉴定，我
们将可能获得两类不同的突变体：EIN3分子内突变
体(intra-transgenic mutants，称为ein3-t突变体)和其
他位点的突变体(extra-transgenic mutants，称为seo
突变体)。对ein3-t突变体的研究将有助于了解EIN3
的许多生化特性及调控机理，而对seo 突变体及其
对应基因的研究将会促进我们对乙烯反应途径中的
转录调控机制的理解。
植物激素基础研究成果的应用途径有两个重要
方面：一是培育激素相关性状的植物新品种；二
是应用植物生长调节剂类产品，改变植物激素及其
作用，调控植物生长发育。目前已成功开发了以乙
烯受体为靶标的高效果蔬保鲜剂 1- 甲基环丙烯
(1-MCP)，因此，筛选新的乙烯反应抑制剂将对农
业生产产生重大经济效益。同时，化学遗传学研究
方法将可能提供新颖的、更为有效的遗传筛选策
略。我们拟采用这种新兴的方法来解析乙烯信号途
径，期望获得新的具有自主知识产权的小分子乙烯
1172 生命科学 第22卷
反应抑制剂，并通过遗传筛选得到乙烯途径中新的
突变体，进而进行基因克隆及相应的生物学功能研究。
[参　考　文　献]
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