磷脂酰肌醇(phosphatidyldinositol, PI)信号传导途径在植物种子萌发、生长生殖、衰老及对环境因子的响应中起着重要的作用。它是围绕重要的第二信使分子IP3并与钙信号密切相关的一个信号网络,既能够影响基因表达,又参与细胞对外界环境变化的响应,还参与激素作用。目前植物中的PI 信号传导途径的相关研究主要集中在其中主要的磷脂酶C(PLC)通路上关键酶基因的克隆及其生理功能的分析。其中PIPK,PLC,PLD,5PTase 都以多同工酶的大基因家族形式存在,预示着他们可能具有不同的表达模式和生理功能。如表达在不同的组织,细胞类型和发育时期,或者对不同的环境因素起作用。在这篇论文中,我们采用cDNA 芯片的方法对每个独立基因的表达模式做了初步的研究,并对其可能的功能进行了探讨。结果表明该途径的不同基因家族以及每个家族的不同基因在不同情况下的确存在特异性的表达,这种可调控的表达说明它们有可能参与相关的信号传导,生长发育和细胞对外界环境条件改变的适应过程。5PTase 通过调控IP3 的浓度在IP3/Ca2+信号传导中起重要作用,我们搜索了拟南芥的全基因组序列,发现它是一个具有十五个同工酶的大基因家族,生物软件分析的结果表明,它们编码的蛋白根据结构不同可被分为两个亚家族,亚家族I 有十一个分子量在70 kD 左右的成员,都具有一个高度保守的催化域,亚家族II 由四个分子量大于120 kD 左右的蛋白组成,除了相同的催化域外,还具有重复次数不等的WD40 结构域,意味着它们具有在蛋白与蛋白,蛋白与核苷酸相互作用中的潜在功能。我们通过筛选拟南芥下胚轴文库分离了三个At5PTase 全长cDNA,同预测的其它同工酶进行了核苷酸和氨基酸序列的相似性分析发现整个家族同工酶的相似性很高,尤其是亚家族的成员之间,基因和蛋白结构都相似。芯片杂交和RT-PCR 的结果表明,它们具有不同的组织表达特异性,在环境因子和激素处理下也显示出不同的表达变化,证明它们具有不同的时空表达以及相应的生理功能。我们通过启动子报告基因融合表达分析各个同工酶详细的基因表达定位,发现5PTase13 具有特殊的表达模式。它主要在幼苗和花序顶端表达,特别是子叶及其叶脉,它在幼苗中的表达位置与生长素的聚集部位非常相似,芯片杂交,启动子序列分析和RT-PCR 的结果表明该基因的表达能够被多种激素和环