PIN蛋白作为生长素极性运输的主要参与者和调控者之一,对植物生长发育具有重要的调控作用。目前有关PIN蛋白功能的研究主要集中在种子植物的组织器官水平,细胞水平上的研究很少。在小立碗藓（Physcomitrella patens）中一共有4个与拟南芥At PINs同源的基因,分别为PINA-PIND,其中PINA与拟南芥中At PIN1的同源度最高,目前已有两篇文章对小立碗藓PIN蛋白的生长素外运载体功能进行了报道,包括过量表达PINA,引起细胞外生长素含量明显增加、pinapinb原丝体细胞外生长素含量明显减少、茎叶体叶片狭长、原生质体再生过程中轴丝体提前产生以及孢子发育异常等,但是对pina单突变体的原丝体表型没有进行具体描述。我们利用同源重组获得了PINA敲除突变体（pina）,并研究了其原丝体表型。除了与pinapinb相似的异常叶片形状外,pina还具有明显的原丝体表型。主要为细胞变短、轴丝体产生很少、细胞出现不正常的分裂方式。根据报道,PINA过量表达会导致原丝体生长素外运量增加,而pina原丝体中生长素含量要显著高于野生型（WT）。这进一步说明PINA是具有外运功能的生长素载体。在pina中,细胞内生长素含量增高的同时,细胞外生长素含量也应该下降。这两种生长素含量的变化是否都参与了对pina原丝体细胞变短的调控呢?为此我们引入了生长素合成抑制剂Yucasin,并利用其抑制内源生长素合成的作用（胡踊跃,未发表）,分析细胞内外生长素含量对于原丝体细胞发育的影响。经过施加不同浓度、不同组合的IAA和Yucasin,我们发现,单独施加Yucasin不能回复pina原丝体细胞变短的表型,而单独施加1μM IAA却能够回复该表型。说明细胞外生长素含量改变是导致pina原丝体细胞变短的主要原因。而另外一些实验中出现了不寻常的IAA浓度要求,包括:施加低于1μM的IAA才能够拮抗Yucasin抑制原丝体细胞伸长和生长的作用;对于pina,拮抗较高浓度Yucasin需要较低浓度的IAA;回复pina原丝体细胞表型所需的IAA浓度要高于同时施加Yucasin时所需。这些结果暗示,原丝体细胞内外生长素浓度差才是影响原丝体细胞正常伸长的关键因素,而PINA蛋白作为生长素外运载体可能就是通过调控这种浓度差来影响原丝体细胞伸长和生长的。报道表明,拟南芥中ABA可以通过抑制At PINs的表达来调控根尖分生组织的发育。ABA在小立碗藓原丝体中是否也有类似的作用机理呢?此前研究发现,施加ABA能够抑制小立碗藓原丝体中PIND基因的表达。同时,施加ABA会导致原丝体内生长素信号GH3表达增强。并且有报道表明PIND过量表达会导致小立碗藓原丝体的生长素外运量显著增加。所以ABA有可能引起原丝体生长素含量在细胞内升高而在细胞外下降。ABA处理能够导致原丝体新生细胞变短,恰好也与细胞内生长素含量升高,细胞外生长素含量降低的表型（pina原丝体细胞）一致。同时施加IAA会部分减弱ABA的抑制作用,而极性施加IAA可以完全消除ABA的抑制作用,这说明ABA对原丝体细胞的调控作用与细胞外生长素含量有关,并且ABA对原丝体细胞生长的调控作用可能是通过先降低PIND的表达量进而导致细胞外生长素含量下降来实现的。总之,我们的研究结果表明,小立碗藓中PINA蛋白对小立碗藓原丝体细胞生长的调控作用,很可能是通过改变原丝体细胞内外生长素浓度差进行的。ABA对原丝体细胞生长的抑制作用与细胞外生长素含量降低密切相关。本研究为进一步在细胞水平上研究PIN蛋白的功能和机制提供了新的研究方向。