本论文主要研究了水稻受体类蛋白激酶基因OsSIK1和维生素E环化酶基因OsVTE1的生化特性和生物学功能。　　 当植物受到环境胁迫时，首先被位于细胞膜上的受体物质感受，然后传递，产生次级信使，位于细胞膜上受体类蛋白激酶是信号传递途径早期的参与者之一。本组早期的工作，已对水稻基因组中的受体类激酶基因进行了聚类分析。本研究中，我们筛选了一个应答非生物胁迫的受体类激酶基因Stress Induced proteinKinase(OsSIK1)，通过对OsSIK1基因功能缺失突变体，OsSIK1过量表达及RNA干涉转基因水稻的表型分析，推测了OsSIK1基因的生物学功能。　　 在水稻中OsSIK1基因受NaCl、旱、H2O2等非生物胁迫的诱导，主要在水稻植株的茎和花序中表达，启动子研究更进一步证实这一结果，并在茎的节间维管束也观察到该基因的表达。通过结构预测，OsSIK1基因所编码的蛋白为一个典型的富含亮氨酸受体类蛋白激酶OsSIK1，包含12个膜外富含亮氨酸重复序列，一个跨膜区，和一个胞内激酶活性结构域，在激酶结构域中包含了全部的11个蛋白激酶亚结构域。体外蛋白激酶活性域融合蛋白激酶分析结果表明OsSIK1是一个Mn2+依赖型蛋白激酶，具有自身和底物水平磷酸化功能。　　 对2个OsSIK1基因不同TOS17插入位点突变体sik1-1和sik1-2、RNA干涉以及过量表达的转基因水稻在盐和干旱胁迫下的表型分析发现OsSIK1基因的过量表达提高了水稻对盐和干旱胁迫的耐受性。在正常生长条件下SIK1-OX植株POD酶活性是对照的3-7倍，而SOD和CAT酶活性与对照相似。在100mM NaCl胁迫下，与对照相比，SIK1-OX植株中POD、SOD和CAT酶活性急剧升高。活性氧清除酶活性的增强可能是由于盐胁迫所产生的氧化胁迫而启动的次级防御机制的结果，同时，盐胁迫还能提高OsSIK1基因过表达植株体内ROS清除相关基因mRNA水平。此外，OsSIK1基因转拟南芥植株的研究结果也表明OsSIK1基因也可能通过提高转基因拟南芥植株H2O2清除能力来缓解盐胁迫所带来的伤害。　　 在OsSIK1基因过表达植株中，水稻叶片的气孔密度明显下降，而在该基因的两个功能缺失突变体sik1和sik2以及OsSIK1基因RNA干涉植株的叶片气孔密度则显著上升，说明OsSIK1基因还能作为一个负调控因子来影响水稻气孔的发育，通过减少水稻叶片表面气孔的密度来减缓盐和干旱等非生物胁迫条件下水分的散失，以保持植物体内水分平衡，从而提高水稻对这两种非生物胁迫的耐受性。　　 因此，OsSIK1通过提高相关ROS清除酶基因的表达有效清除植物体内大量积累的H2O2，缓解生物膜受到的伤害，降低叶片气孔的密度来降低在逆境条件下水分的丧失速度，从而提高水稻对高盐和干旱的耐受性。　　 此外，我们还研究了水稻维生素E环化酶基因OsVTE1与耐逆性的相关性。在水稻中OsVTE1基因受NaCl、SA、H2O2、冷和干旱等多种非生物胁迫的诱导。组织特异性表达研究表明该基因主要在水稻植株的根、茎、叶和花序中表达，其中在叶中的表达最强。启动子研究表明在茎和小花序中GUS活性相对最强，且在茎的节间维管束也有发现该基因的表达。　　 对OsVTE1基因RNA干涉以及过量表达的转基因水稻盐和干旱胁迫表型的分析表明OsVTE1基因能提高水稻对盐和干旱胁迫的耐受性。维生素E含量测定结果显示，在过量表达OsVTE1基因的植株中γ-维生素E的含量明显增加，而OsVTE1基因RNA干涉植株中γ-维生素E的含量显著降低，表明在水稻植株中γ-维生素E含量增加能提高H2O2的清除能力来增强过量表达的转基因植株对盐和干旱胁迫的耐受性。同时，对转OsVTE1基因的拟南芥植株的非生物胁迫应答的研究表明该基因也能提高拟南芥对盐胁迫的耐受性。