在生物体中，怎样从一个单细胞的受精卵经过不断的定向分裂和分化产生一个有功能的多细胞有机体，这是发育生物学中需要回答的最基本的问题之一。虽然科学家们已经进行了大量的研究，但到目前为止，人们对这一过程分子遗传机制的了解还非常有限。本实验室收集了大量Ds插入的基因陷阱(genetrap)和增强子陷阱(enhancertrap)的拟南芥突变体，这为我们研究胚胎发生的调控机制提供了很好的材料。经过大量的遗传筛选，我们集中到两个早期胚胎发育受影响的突变体：sgt11130和set09078，我们对这两个Ds插入突变体植物的表型和相关基因的功能进行了深入的分析研究。 首先，我们分离并鉴定了一个影响早期胚胎和胚乳合子分裂的基因陷阱突变体：sgt11130。透明法、树脂切片以及激光共聚焦显微观察结果表明，该突变体中胚胎和胚乳合子的细胞分裂均停滞于1-2细胞阶段。具体表现为绝大多数突变的胚胎合子能进行正常的伸长却不能继续下一轮的细胞分裂，只有少数(＜5％)能进行一次不正常的分裂。与此同时，突变体中的胚乳发育也停滞于1-2个胚乳核的阶段。与一个细胞周期特异表达的标记基因(PcycB∷CycDb-GUS)杂交的结果表明，突变体植物中胚胎和胚乳合子的分裂可能都特异的受阻于G2/M期。通过分子克隆和遗传分析，我们分离了该Ds插入基因的侧翼序列。序列分析表明该基因编码一个预测的富含亮氨酸重复的跨膜蛋白受体激酶(AtCaMRLK)。Ds的插入可能导致了一段N-末端LRR蛋白的产生。进一步的实验结果证明，可能正是这段截短了的LRR蛋白通过部分显性负作用的方式调节胚胎和胚乳合子的细胞分裂。该基因在植物各个器官组织呈组成性表达。亚细胞定位实验证明AtCaMRLK蛋白定位于细胞膜上。 同时，我们分离并鉴定了另外一个早期胚胎致死的增强子陷阱突变体：set09078。该突变体中，绝大多数胚胎发育都停滞在从一细胞的合子到十六细胞的原表皮胚的早期阶段，并有约19％的突变体胚胎表现为不正常的细胞分裂模式。TAIL-PCR分离了该基因并命名为AtGRP。序列分析表明，该基因编码一个含N-末端PPR结构域和C-末端富含谷氨酰胺结构域的蛋白。有趣的是，在该蛋白C-末端富含谷氨酰胺结构域中还发现了一个全新的，我们称之为WQQ重复的结构单元。亚细胞定位实验证明AtGRP是一个核定位蛋白。酵母双杂交和双荧光互补实验表明AtGRP能同时在酵母和洋葱表皮细胞中与RNA聚合酶Ⅱ亚单位Ⅲ相互作用。GUS报告启动子分析和RNA原位杂交表明AtGRP在雌雄配子和胚胎发育阶段优势表达。总之，我们的实验结果表明，AtGRP可能通过募集RNA聚合酶Ⅱ，从而作为一个重要的转录调控因子，在拟南芥的早期胚胎发育中发挥着关键的作用。