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水稻（Oryza sativa L.）是重要的粮食作物之一,同时也是功能基因研究的模式植物。但是水稻对干旱、高盐和高温胁迫等非生物逆境的耐受能力较差,且是需水量最大的农作物,其用水量约占我国农业用水量的70%。全球气候变暧、干旱频发、水资源短缺等对水稻的生产造成了极大影响。因此,寻找水稻抗旱基因,增强水稻对逆境胁迫的适应性,培育节水抗旱稻（WDR）,从而增加水稻产量显得尤为重要。本研究通过对水稻耐旱性转录组数据分析,筛选获得了一批耐旱性候选基因,对这些基因在水稻中分别进行了超量表达和基因敲除,然后对这些转基因水稻在PEG6000模拟干旱胁迫条件下进行表型筛选,从中得到了一个对水稻耐旱性有明显功能的基因OsbZIP62,并对其进行了详细的功能解析。主要结果如下:1. 通过对不同抗旱类型的典型水稻材料的叶片转录组数据进行生物信息学分析,我们得到了10个位于耐旱基因共表达网络节点的候选基因,并对这些基因进行了克隆、超量表达载体和CRISPR/Cas9基因敲除载体的构建,通过农杆菌介导法对粳稻品种日本晴进行了遗传转化。用PEG6000溶液对这些转基因水稻进行了苗期的模拟干旱胁迫筛选,获得了1个明显影响水稻耐旱性的候选基因OsbZIP62。2. OsbZIP62属于b ZIP转录因子第三家族,烟草和水稻原生质体瞬时表达显示该蛋白定位在细胞核中,酵母实验显示该蛋白的全长没有转录激活活性,通过一系列的缺失突变后发现OsbZIP62蛋白的N端（1-68）具有转录自激活活性。OsbZIP62明显受到干旱（PEG）、冷、热、过氧化氢（H2O2）、盐和脱落酸（ABA）的诱导上调表达。此外,相对于其它植物组织（茎、叶、鞘、穗和愈伤）,OsbZIP62在根中的表达最高。3. 对超量表达OsbZIP62-VP64（OsbZIP62V）转基因植株进行了ABA敏感性和渗透胁迫耐受性分析,结果显示:无论是在萌发阶段还是在发芽后的生长阶段,超量表达OsbZIP62V转基因家系都能被ABA（1μM和3μM）所抑制。将种子在120 m M的甘露醇胁迫下处理1周后发现超量表达OsbZIP62V转基因家系的株高明显高于对照。3-4周的幼苗在20%的PEG模拟干旱胁迫下处理3天后复水培养,野生型（Kitaake）对照植株的存活率仅为24%,而超量表达OsbZIP62V株系的存活率为45-46%。用60 m M的过氧化氢处理4-5天后,超量表达OsbZIP62V的株系存活率（48-55%）也显著高于野生型（Kitaake）对照（18%）。这些结果表明超量表达OsbZIP62V的转基因植株表现出了对ABA的敏感性增强,对甘露醇渗透胁迫、PEG模拟干旱胁迫和过氧化氢胁迫的耐受性增强。4. 对敲除OsbZIP62的突变体转基因水稻进行了甘露醇渗透、PEG模拟干旱和过氧化氢胁迫实验。结果显示,在甘露醇渗透胁迫下,osbzip62突变体家系株高明显要矮于野生型。20%的PEG模拟干旱胁迫下,野生型（Nipponbare）植株的存活率为45%,而osbzip62突变体株系的存活率仅为为20-36%。而用60 m M的过氧化氢处理4-5天后,osbzip62株系的存活率（14-24%）也显著低于野生型对照（61%）。说明OsbZIP62突变后,显著降低了水稻对渗透胁迫、过氧化胁迫的抗性。5. 在过氧化胁迫处理条件下,超量表达OsbZIP62V转基因植株中叶绿素（chlorophyll）含量明显比对照高,H2O2和丙二醛（MDA）含量比对照低。而在其敲除突变体中叶绿素没有太大差异,H2O2和丙二醛（MDA）含量比对照高,进一步说明OsbZIP62正调控水稻对过氧化胁迫的抗性。6. 为了进一步解析OsbZIP62调控水稻耐旱性的分子机制,对超量表达OsbZIP62V转基因植株和敲除突变体植株进行了转录组测序分析,结果显示,有大量与抗逆相关的基因在超量表达OsbZIP62V转基因植株中上调表达,而在敲除突变体中下调表达或没有明显的表达变化。这些差异表达基因中有一部分基因编码功能蛋白如应激蛋白、LEA蛋白、光系统II修复蛋白等,也有一部分编码调节因子如NAC转录因子、AP2/EREBP转录因子、b ZIP转录因子、热应激转录因子等。酵母单杂交显示OsbZIP62能够结合这些下游基因（如Os NAC10、DSM2等）的启动子上,说明OsbZIP62通过调控这些基因的表达增强水稻的抗旱性。7. 最后,检测了OsbZIP62是否受ABA信号转导途径中的SAPK蛋白激酶的调控。通过酵母双杂交检测发现OsbZIP62能够与SAPK蛋白激酶家族中的3个成员Os SAPK1、Os SAPK2和Os SAPK6发生相互作用,荧光素酶（LUC）双分子互补分析进一步验证了OsbZIP62在植物体内也能与Os SAPK1、Os SAPK2和Os SAPK6互作,这些结果暗示ABA信号中的这3个蛋白激酶可能通过磷酸化OsbZIP62而激活该蛋白。以上结果显示OsbZIP62编码一个受干旱等逆境胁迫诱导表达的b ZIP转录因子,该蛋白定位于细胞核,其N端具有转录自激活活性,且能够与部分SAPK蛋白激酶发生相互作用。OsbZIP62能够结合到Os NAC10、DSM2等抗逆相关基因的上游启动子上,促进其上调表达,从而增强水稻对干旱、过氧化胁迫的耐受性。本研究进一步丰富了对水稻耐旱性分子机理的认识。