信号分子一氧化氮(Nitric oxide, NO)在促进植物侧根发育中起重要作用，但详细的分子机制有待阐明。水孔蛋白参与调控植物的许多生长发育过程，但定位于液泡膜的水孔蛋白家族成员TIP5;1(Tonoplast membrane intrinsic proteins, TIP)是否调节NO促进的侧根发育过程还不清楚。本课题以拟南芥野生型(WT)、突变体tip5;1-1(m1)、tip5;1-2(m2)和TIP5;1超表达植株OE4、OE9、OE14、OE15为材料研究发现，水孔蛋白TIP5;1负调控NO促进的侧根发育。　　利用TIP5;1基因启动子启动的TIP5;1-EGFP转基因植物经激光共聚焦显微镜观察发现，TIP5;1在拟南芥主根中柱及侧根中表达。表型分析显示，生长在含10μM以上NO供体硝普钠(SNP) MS培养基上的4个TIP5;1超表达株系幼苗比WT和两个突变体侧根数显著减少，而且 NO清除剂 c-PTIO(2-(4-Carboxyphenyl)-4,4,5,5-tetramethylimidazoline-1-oxyl-3-oxide)能够恢复SNP引起TIP5;1超表达植株侧根减少的表型，说明TIP5;1负调控NO促进的侧根发育过程。对SNP处理后不同发育时期侧根数量进行统计，结果发现与WT相比，SNP处理抑制了TIP5;1超表达植株侧根早期的发育，导致侧根原基产生的数目减少。　　生长素在NO调控侧根发育中起重要作用，因此研究了生长素对TIP5;1调控侧根生长的影响。经实验发现SNP使TIP5;1超表达植株侧根密度减少的表型能够被NAA部分恢复，且SNP处理下TIP5;1超表达植株中生长素的运输可能受到了影响。另外，SNP上调拟南芥WT根中TIP5;1基因的表达，NAA则下调WT根中TIP5;1基因的表达。　　利用荧光定量 PCR检测与侧根发育相关的细胞周期基因的表达，结果显示，SNP处理导致TIP5;1超表达株系中CYCA2;1(A2-type cyclins)、CYCB2;1(B2-type cyclins)、CYCD3;1(D3-type cyclins)和CDKA1(Cyclin-dependent kinase A1)等基因表达量降低，而SNP处理下TIP5;1超表达植株中KRP2(Kip related protein2)基因表达量显著高于野生型。　　用荧光探针检测根中NO的含量，发现SNP处理下TIP5;1超表达植株侧根原基中NO含量比WT少。利用DAB染色和NBT染色以及荧光探针的方法观察，发现SNP处理下超表达植株成熟区和根尖H2O2积累比WT和m1、m2有所增加，而O2.-在超表达植株中含量降低，因此推测SNP处理下TIP5;1超表达植株侧根密度降低可能与体内活性氧平衡改变有关。　　脱落酸处理后WT、m1、m2和TIP5;1超表达植株表型没有明显差异。以上结果说明，水孔蛋白TIP5;1是NO调控拟南芥侧根发育的负调控因子，TIP5;1主要通过影响生长素运输和ROS含量变化以及细胞周期相关基因的表达来抑制NO促进的侧根发育。