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植物器官发生是一个复杂的动态过程,该过程对发育和环境信号作出响应,并在时空水平对细胞增殖、扩展和分化进行精细调控。我们分离鉴定了一个EMS诱变产生的拟南芥温度敏感型发育缺陷突变体temperature-sensitive twist-1(tst-1)。该突变体在非极端高温下(30℃)表现为多效性生长缺陷,如株型减小,叶形态发生过程异常以及花序轴扭曲等;而在正常生长条件下(22℃),突变体的表型被极大地削弱。图位克隆结果显示TST基因编码一个类受体激酶蛋白SCRAMBLED/STRUBBELIG(SCM/SUB)。以前的研究显示该基因参与调节了根表皮细胞的分化以及花器官的形成等过程,而其在叶生长发育过程中的功能未知。本研究主要报道了TST/SCM/SUB在早期叶模式建立过程中的作用,包括叶侧向生长、叶双侧对称性以及叶脉形成等。我们的结果显示,TST基因的功能缺失导致叶片细胞分裂提前终止、细胞数目减少、细胞扩展异常、细胞分裂分化状态不平衡以及auxin分布的改变,这些变化可能导致突变体植株叶面积减小以及叶片和叶脉的不对称。温度转移实验证明,突变体温度敏感的叶发育缺陷发生在叶形态建成的早期,这与TST基因在叶原基中高水平表达的结果相一致。此外,双突变分析和抑制剂处理实验说明TST可能与AXR1介导的auxin信号途径和NPA抑制的auxin极性运输共同参与了叶脉的形成过程。组成性过表达TST改变了细胞的增殖、扩展和分化状态并抑制器官的整体生长,这一结果支持TST基因参与了细胞分裂、分化平衡的调节过程。综上所述,我们鉴定了一个参与叶早期模式建立的类受体激酶TST,突出了细胞分裂和分化的平衡对叶形态发生和叶脉形成的重要性。