动物和酵母中研究表明，磷脂酰肌醇3-激酶（PI3KC3, VPS34）是液泡蛋白分选（VPS）、细胞自噬（Autophagy）等多种胞内运输过程的关键调控者，对维持细胞的正常功能至关重要。拟南芥唯一的VPS34（AtVPS34）因敲除致死而少有研究。项目前期建立了稳定的AtVPS34 RNAi株系，并发现AtVPS34可能与生长素极性运输有关。项目执行期间，首先获得了T3-T5代RNAi纯合株系，发现RNAi水平与植物器官大小正相关，并且RNAi主要影响细胞延展而非细胞分裂。随后发现RNAi株系根尖生长素水平低于野生型，而生长素响应强于野生型。生长素关键内运蛋白AUX1、外运蛋白PIN1、PIN2的蛋白水平在RNAi中均较低，在亚细胞水平上则均去极化。外加AtVPS34的产物PI3P可以部分恢复PIN蛋白的亚细胞极性定位，并部分回补表型。随后验证了AtVPS34作为VPS蛋白调控液泡蛋白定位、胞吞等过程的功能，并发现它通过影响PIN蛋白的胞吞、胞吐及在质膜上侧向流动，调控PIN蛋白亚细胞定位。通过一系列遗传学工作，发现AtVPS34为PIN1、PINOID两个生长素运输与植物形态建成关键基因的增强子，而在RNAi背景下分别敲除生长素合成基因TAA1或生长素受体TIR1都引发了幼苗根尖崩溃，强烈抑制了胚后器官发生。因此，AtVPS34通过调控生长素运输蛋白的积累与亚细胞极性定位，正调控生长素极性运输，参与器官发生与器官大小决定。与此同时，发现并系统研究了植物中从未报道过的PI3KC3的两个调控亚基，AtVPS38/AtUVRAG与AtATG14，以及两个磷酸肌醇3-磷酸酶（PI3Ptase），MTM1与MTM2。通过蛋白互作、亚细胞定位、遗传与生化分析等，分别确认了AtVPS38/AtUVRAG与AtATG14作为PI3KC3的调控亚基，分别指导AtVPS34参与液泡蛋白分选与自噬； MTM1与MTM2分别负调控液泡蛋白分选与自噬。在进行ATG14与MTM2的工作期间，还建立了一个新的植物内源自噬检测体系，能够很好地从细胞、生化水平上指示细胞自噬强度。现已完成三篇文章初稿，另外一篇初稿写作中。一篇相关工作在Plant Physiology审稿中(MS ID#: PLANTPHYSIOL/2012/212563)。申请专利一项。培养硕士研究生1名，现指导3名。