下胚轴向光弯曲是植物适应环境的重要机制之一。已知生长素不对称分布是引起下胚轴向光弯曲的主要原因,其中生长素输出载体PIN3(PIN-FORMED 3)起关键性作用。最近的研究表明,网格蛋白介导PIN内吞从而调控PIN的极性定位。然而,网格蛋白是否参与调控下胚轴向光弯曲至今仍不清楚。由于前期工作已经成功分离鉴定了拟南芥网格蛋白轻链功能缺失双突变体clc2-1clc3-1,本研究综合运用遗传学、细胞学和药理学等研究手段,初步剖析了网格蛋白在蓝光诱导的下胚轴向光弯曲过程中的生物学功能。具体研究结果如下:(1)活细胞成像分析表明,单侧蓝光诱导下胚轴伸长区CLC1-GFP和CLC2-GFP重定位。遗传学分析表明,CLC2和CLC3功能缺失抑制了蓝光诱导的下胚轴向光弯曲,且CLC2和CLC3存在功能冗余,表明网格蛋白参与调控蓝光诱导下胚轴向光弯曲过程。(2)生长素反映分子标记DR5:GFP表达模式分析结果表明,CLC2和CLC3功能缺失抑制了单侧蓝光诱导下胚轴背光面与向光面的生长素不对称分布,表明网格蛋白参与蓝光诱导生长素不对称分布。(3)活细胞成像分析表明,单侧蓝光诱导野生型下胚轴内皮层细胞外侧质膜PIN3的侧向重定位,而CLC2和CLC3功能缺失抑制了蓝光诱导下胚轴PIN3侧向重定位和内吞,暗示网格蛋白通过介导PIN3内吞来调控蓝光诱导PIN3侧向重定位。(4)药理学分析表明,生长素极性输出抑制剂NPA和TIBA显著抑制单侧蓝光诱导下胚轴网格蛋白重定位、PIN3内吞与侧向定位和生长素不对称分布。与野生型相比,clc2-1clc3-1双突变体对NPA和TIBA的抑制作用更加敏感,暗示网格蛋白通过调控PIN介导的生长素极性运输来调控蓝光诱导的下胚轴向光性弯曲。综上所述,本研究初步获得以下结论:单侧蓝光通过诱导下胚轴网格蛋白重定位,从而调控PIN3内吞与侧向重定位,最终引起生长素不对称分布和向光性弯曲。本研究结果证明了网格蛋白参与调控蓝光诱导的下胚轴向光性弯曲,为进一步剖析植物向光性的分子机理提供了新的观点和见解。