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一氧化氮(nitricoxide，NO)在氧化还原信号通路中位于核心地位，参与调控诸多重要生命活动。NO的主要生物学功能之一是对某些蛋白质特定的半胱氨酸(cysteine，Cys)上的巯基(-SH)进行S-亚硝基化(S-nitrosylation)修饰，即共价形成蛋白质巯基亚硝基(-SNO)。在高等植物中，NO广泛参与植物对生物、非生物胁迫的响应。此外，NO还能够通过调整植物激素反应来控制植物生长发育。细胞分裂素是促进植物生长的重要激素，参与调控植物生长发育的许多重要过程。在模式植物拟南芥(Arabidopsisthaliana)中，细胞分裂素信号转导基于一个双元组分系统，通过磷酸基团在细胞分裂素受体组氨酸激酶(Arabidopsishistidinekinases，AHKs)及其下游组分组氨酸磷酸转移蛋白(Arabidopsishistidinephosphotransferproteins，AHPs)和反应调节子(Arabidopsisresponseregulators，ARRs)之间的连续传递而实现。细胞分裂素与其它信号通路间存在活跃的交叉反应并调控多种生理活动，但其中具体的分子机理不甚明了。 在本研究中，我们对NO调控细胞分裂素信号转导的可能性及相关分子机制进行了深入研究。NO过量积累突变体nox1(NOoverproducer1)和gsnor1-3[S-nitrosoglutathione(GSNO)reductase1]对细胞分裂素表现出不敏感的表型，暗示NO可能负调控细胞分裂素信号通路。我们通过预测发现，细胞分裂素信号通路中的多个关键组分均含有可能的S-亚硝基化修饰位点。我们发现AHP蛋白在体外和体内均能够被S-亚硝基化。通过质谱分析、定点突变和转基因研究等手段，我们证明第115位半胱氨酸(Cys115)残基是AHP1蛋白的S-亚硝基化修饰位点。通过体外磷酸转移实验，我们进一步发现Cys115残基的S-亚硝基化能够抑制AHP1蛋白的磷酸化，进而影响磷酸基团向ARR1蛋白的传递。当Cys115残基突变为与半胱氨酸结构类似的丝氨酸(serine，Ser;不能被S-亚硝基化修饰)后，导致AHP1C115S突变蛋白对GSNO抑制其磷酸化的效应不敏感，从而部分缓解NO对细胞分裂素信号转导的抑制作用;而当Cys115残基突变为色氨酸(tryptophan，Trp;模拟持续的S-亚硝基化状态)后，导致AHP1C115W突变蛋白和ARR1蛋白的磷酸化水平降低，相应的转基因无法互补ahp1，2-1，3和ahp1，2-1，3，4,5突变体对细胞分裂素不敏感的表型。 上述结果证明，NO能够通过S-亚硝基化修饰抑制磷酸接力过程，进而负调控细胞分裂素信号转导。NO诱导AHP1蛋白的第115位半胱氨酸残基被S-亚硝基化修饰，从而造成被修饰蛋白的磷酸化水平降低，下游组分的激活受到影响，最终导致细胞分裂素信号转导受阻。我们的研究结果揭示了氧化还原信号调控磷酸接力过程的分子机制，为探索一氧化氮和细胞分裂素协同作用调控植物生长发育的分子机理提供了新的线索。