在有性生殖过程中,陆生植物面临着一系列不同于水生环境的非生物胁迫,包括干旱、极端温度和更强的紫外线。这些环境压力会对植物的生存产生不利影响。孢粉素是陆生植物孢子/花粉外壁的主要构成物质,也是其抵抗陆地逆境的主要结构之一。实验室前期研究发现拟南芥转录因子AMS与MS188在花药绒毡层中发挥重要作用,调控花粉外壁的形成以及黄酮的合成。在拟南芥中,我们发现花粉中的柚皮素具有吸收紫外线的化学性质,保护花粉抵抗紫外辐射;而黄酮醇具有抗氧化特性,保护花粉免受活性氧(ROS)的损害。苔藓植物是一类早期分化(early-diverging)的陆生非维管束植物,单倍体世代占生活史主要地位,并依靠孢子进行远距离的传播。蛋白序列同源性分析表明苔藓植物中也有AMS与MS188的同源基因。为了研究转录因子AMS和MS188在苔藓中的生物学功能,我们选择地钱(Marchantia polymorpha)和小立碗藓(Physcomitrium patens)这两种模式苔藓植物为研究对象,建立了地钱和小立碗藓的实验室培养和有性生殖诱导体系。通过荧光染色观察了小立碗藓孢子囊发育过程,将其分为了10个时期。此外,我们还在实验室内改进了这两种植物的转基因技术,构建了苔藓中AMS和MS188同源基因的荧光蛋白融合载体,成功获得了荧光报告植物。通过激光共聚焦显微镜观察融合荧光蛋白的组织定位,我们发现AMS和MS188的同源蛋白也在苔藓植物的有性生殖过程中表达。为了获得用于研究小立碗藓基AM-2282细胞培养因生物学功能的多重突变体,我们改造了小立碗藓的CRISPR-Cas9敲除载体,构建了利用内源t RNA酶介导的CRISPR系统,该系统的g RNA被t RNA间隔开,在植物体内由tsandwich bioassay RNA酶剪切t RNA后释放g RNA。利用这套系统,我们成功获得了小立碗藓PpmsRSL3体内188三重突变植株和Ppams双重突变体植株。在蛋白功能研究方面,我们体外表达了地钱中的MS188蛋白。为了研究地钱MS188蛋白(Mp MS188)与At MS188蛋白本身的结构和结合的DNA序列是否保守,我们使用DNA亲和纯化测序(DAP-seq)技术,解析了地钱MS188蛋白结合的拟南芥植物基因组DNA。结果显示,地钱MS188蛋白与拟南芥MS188蛋白结合的motif相似,且同样结合于At MS188下游基因的启动子上,表明MS188蛋白本身结构保守。我们的工作初步表明苔藓植物中AMS/MS188蛋白可能也调控有性生殖过程。