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脱落酸(abscisic acid，ABA)是一种重要的植物激素，在种子的休眠与萌发、幼苗形态建成、气孔开闭以及逆境响应等过程中发挥重要作用。Pyrabactin resistance1(PYR1)/pyrabactin resistance-like(PYL)/regulatory component of ABA receptors(RCAR)蛋白作为一种ABA受体，能够特异性识别并结合ABA，进而激活下游信号通路，响应逆境胁迫。目前对拟南芥中PYR/PYL/RCAR家族成员的功能研究比较全面，而单子叶植物如水稻中PYL/RCAR受体功能的研究尚未完全清楚。 水稻中共存在10个推定有功能的PYL/RCAR类ABA受体蛋白。本实验室前期研究表明，Os10g42280和Os02g15640(基于与拟南芥同源基因比对结果分别将其命名为OsPYL1和OsPYL9)过表达拟南芥株系对PEG处理的抗性增强，且OsPYL1水稻突变体种子萌发对ABA和PEG的响应与野生型无差异。本论文进一步研究OsPYL1和OsPYL9基因表达并以两者水稻突变株系和转基因过表达拟南芥株系为研究材料，对两基因在生长发育及逆境胁迫方面的生物学功能进行分析，进一步探讨其分子机制。 研究表明，OsPYL1表达受PEG抑制，对NaCl和干旱处理无响应;OsPYL9表达受NaCl诱导，受PEG和干旱处理抑制。但在ABA处理时，两者均表现出迅速下调而后上调的趋势。突变株系生长发育表型观察发现，在正常生长条件下，ospyl1在苗期株高及种子质量等方面均劣于野生型;ospyl9-1和ospyl9-2除种子结实和千粒重下降外，其他方面则与野生型植株无明显差异。 对OsPYL9突变体的研究表明，与野生型水稻相比，ospyl9-1和ospyl9-2种子萌发和萌发后生长对ABA抑制作用的敏感性降低，ABA处理后根部活性氧含量减少;但苗期生长对ABA抑制的不敏感程度略有减弱。此外，尽管ospyl9-1和ospyl9-2种子萌发对PEG的敏感性与野生型种子无明显差异，但苗期生长却对PEG处理产生的水分胁迫敏感性增加。进一步研究发现，ospyl9-1和ospyl9-2植株离体叶片失水速率加快，对土壤干旱的敏感性增加，ABA响应基因表达上调较慢，植株抗旱性减弱。 对OsPYL1和OsPYL9过表达拟南芥进行表型分析发现，过表达OsPYL1不能增加拟南芥对空气干旱的耐受性，而过表达OsPYL9会提高拟南芥对水分胁迫的耐受性，使得植物光合能力受影响程度降低。另外，OsPYL9过表达拟南芥株系种子萌发对ABA的敏感性增加。 对OsPYL1和OsPYL9的启动子分析表明，OsPYL1和OsPYL9的启动子序列上均存在ABA相关元件，分别为AREB和CE3。除此之外，OsPYL1启动子序列上还含有赤霉素(Gibberellin，GA)响应元件GARE，OsPYL9启动子序列上则存在水杨酸(salicylic acid)响应元件TCA。 结合前期分析结果，本研究证实OsPYL1突变影响植物株高和种子质量，而不影响种子萌发，过表达后也不影响植物对于空气干旱胁迫的响应;而OsPYL9主要参与ABA调控的种子萌发和幼苗形态建成，并在植物响应水分胁迫中发挥重要作用。由此推测，OsPYL1和OsPYL9功能存在分化。 本论文对OsPYL1和OsPYL9的研究为阐明其作为ABA受体的功能及其调控机制奠定了坚实的基础。其参与调控的株高、种子质量和抗性性状方面的研究为提高粮食作物产量提供了理论依据。