生长素参与了植物生长发育的多个过程。多数情况下，生长素的作用依赖于生长素的极性分布，这一特征则主要由细胞中极性分布的生长素极性输出载体PIN(PIN-FORMED)蛋白介导。虽然已有大量的生长素极性运输相关的研究，但它是个非常复杂的调控网络，还有很多的疑问有待解决，且生长素极性运输调控网络的建成对整个植物生长发育的研究至关重要。我们实验室近期鉴定了番茄突变体up（up pedicel），该突变体授粉后果柄负向地性生长。基因克隆的结果显示，UP基因编码一类未知功能的小分子蛋白，它很可能在番茄中通过调控生长素极性运输来改变果柄生长的方向。但是UP家族成员如何参与植物的生长发育，特别是其调控生长素极性运输方面的机理仍然知之甚少。加之番茄生长素相关基因的遗传材料较少和研究基础较弱，因此，在本研究中我们借助生长素相关研究最清晰的模式植物拟南芥来研究UP基因家族成员在植物生长发育过程中的分子作用机制。拟南芥中存在6个UP同源基因(UPL1-UPL6)，它们均在植株根部有高量表达。突变体表型分析发现，所有的upl单突变体在营养和生殖生长阶段均没有明显的表型差异，提示这些UPL基因在拟南芥生长发育过程中可能存在功能冗余性。在拟南芥中分别过量表达这6个UPL基因，除了UPL4和UPL5的过表达株系无明显的表型外，其余四个基因的过表达株系均表现为植株矮小、叶片卷曲。对UPL1、UPL3、UPL6过表达株系根发育进行统计观察发现均具有侧根减少及根向重性弯曲减弱等表型。我们进一步构建了双突变和多突变来研究UPLs的功能，研究发现upl1-1upl6、upl1-1upl2-2upl6、upl1-1upl3upl6、upl2-2upl3upl6、upl1-1upl2-2upl3upl6突变体均表现为严重的植株发育缺陷，包括植株弱小、育性差、根变短以及根向重力性受到抑制等。基因表达分析发现，upl1-1upl6双突变体中生长素转运载体PIN1、PIN2、PIN3、PIN4的表达量明显降低，根尖DR5启动子驱动的GFP荧光强度也明显减弱，进一步说明根尖生长素浓度降低。同时，与野生型相比，upl6、upl1-1upl6突变体根中的DR5-GFP荧光强度对IAA、NPA处理更不敏感，说明UPLs可能参与了生长素极性运输的调控。　　我们的研究表明，UPLs通过调控生长素极性转运载体PINs的极性定位和转录水平来影响生长素分布，参与生长素介导的植株生长发育。研究结果揭示了生长素运输调控的复杂性，也为进一步研究生长素在植物生长发育过程中的作用提供了新思路。