中文摘要：

虽然细胞程序化死亡（PCD）对于细胞的正常生长发育和面临环境胁迫时都是必需的，但是植物中PCD的调控并不都清楚。前期研究已证实了在拟南芥中AtIPS1通过与PCD相关的蛋白ATRX5/6互作参与了调控植物PCD的过程；突变体atips1叶片自然产生细胞死亡，是一种新的仿坏死突变体；AtIPS1是一个新发现的与PCD调控相关的基因，克隆了该基因，确定了该基因定位于细胞核和细胞质。本项目将进一步研究AtIPS1基因的功能和表达方式，及其在植物PCD中的作用和调控机理。包括对atips1突变体进行形态学和细胞学分析，研究导致atips1突变体细胞死亡的因素（光照、代谢物、植物激素等），分析AtIPS1基因抑制细胞死亡、参与PCD调控的作用和机理。本项目将为进一步揭示植物PCD的调控机理、植物PCD的特殊途径等带来新观念，为开辟人工控制植物生长发育新途径奠定基础。

结论摘要：

1、项目的背景细胞是存活还是死亡对所有生物体个体的生存而言都是最重要的。细胞程序化死亡（Programmed Cell DeathPCD）涉及植物的生长发育、生殖、进化以及对环境的适应性等各个方面，对其机理的深入研究不仅对细胞进化、发育和生殖生物学等具有重要意义，它还将为预防肿瘤发生、实现人工控制植物生长发育、以及开辟植物抗病育种新途径等奠定基础。有关植物PCD的研究起步较晚，且多集中于病原体引起的PCD，在分子水平上对PCD机制的研究十分有限。前期研究中获得了一个与PCD相关的拟南芥的AtIPS1（myo inositol phosphate synthase）蛋白一个催化肌醇(myo-inositolMI)生物合成的关键步骤的酶，本项目拟研究该基因的功能和表达方式及其在植物PCD中的作用和调控机制，将对肌醇或其衍生物在细胞程序化死亡的调控功能提供证据，为进一步揭示植物PCD的调控机理、植物PCD的特殊途径等带来新的观念，为开辟人工控制植物生长发育的新途径奠定基础。2、主要研究内容分析AtIPS1基因的时空表达方式；通过形态学和细胞学分析，研究atips1突变体的特征特性，即功能缺失法研究AtIPS1基因的功能；研究导致atips1突变体细胞死亡的原因（光照、代谢物、植物激素等），分析AtIPS1基因在控制细胞死亡过程中的作用和机理。3、重要结果、关键数据及其科学意义（1）进行了AtIPS1基因克隆、基因突变体atips1-1和atips1-2的分离与鉴定，进一步明确了AtIPS1基因的亚细胞定位，弄清了该基因在拟南芥生长和发育过程中的时空表达方式。（2）通过功能缺失法研究基因突变体atips1形态学和细胞学上的特征特性，弄清了AtIPS1基因突变可导致植物叶片细胞死亡， AtIPS1基因能抑制植物细胞的增殖、分化、生长和死亡，并鉴定了atips1突变体中细胞凋亡类型为细胞程序化死亡（PCD）。（3）采用酵母双杂交和双分子荧光互补技术（BiFC），验证了AtIPS1与ATXR5或ATXR6相互作用导致细胞死亡。（4）分析引起atips1突变体细胞死亡的诱因，结果表明突变体atips1细胞死亡与光周期、光强度有关，光照激活了AtIPS1 基因的表达；水杨酸(SA) 的增加、肌醇(MI)及其衍生物(galactinol)的减少都是细胞死亡的内在原因。