·反义OsPDCDS转基因提高水稻耐盐性环境胁迫是影响植物生长和农作物产量的重要因素之一,而高盐胁迫对农作物来说是其中最重要的非生物胁迫之一。高盐能够对植物造成渗透胁迫和离子胁迫,进而可能会产生氧化胁迫等次级胁迫。植物面对各种环境胁迫,会通过细胞分子响应、生理生化反应等各种机制来适应不良环境。在环境胁迫下,多种胁迫相关基因被激活,并作为应对胁迫诱导损伤的细胞保护物质或是胁迫响应基因表达和信号转导的调节物质发挥作用。细胞程序性死亡(PCD)是植物正常生长和发育过程中常见的现象,除此之外,在藻类和高等植物中,多种生物和非生物胁迫也能诱导PCD,其中就包括高盐胁迫。OsPDCD5是动物PDCD5基因在水稻中的同源基因,它能够被低温和盐胁迫所诱导。我们目前的研究结果发现,组成型表达antisense-OsPDCD5的转基因水稻提高了耐盐性。高盐处理后,用1/2MS培养基进行恢复培养,45-55%的转基因幼苗存活下来并恢复生长,而对照非转基因幼苗生长受到了极大的抑制,最终全部死亡。盐胁迫下,叶绿素荧光变化的测定结果进一步验证了转基因水稻耐盐性的提高。实时定量PCR分析显示,不论是在正常生长条件还是在盐胁迫条件下,转基因水稻中内源OsPDCD5基因的表达都受到了抑制。通过对两个PCD相关基因(OsBI-1和Osl1g0506800)表达模式的分析显示,转基因水稻耐盐性的提高与其PCD信号转导途径受到抑制密切相关。以上结果说明,在高盐胁迫下对照非转基因水稻中PCD被诱导,而转基因水稻的PCD信号转导途径却受到阻碍。实时定量PCR分析还表明,不论是在正常生长条件还是在盐胁迫条件下,转基因水稻中OsPDCD5的互作蛋白OsCIPK23(类钙调磷酸酶B相互作用蛋白激酶23)的表达都受到了抑制,这和OsPDCD5的模式相一致。我们推测OsCIPK23可能在PCD信号转导途径和盐胁迫信号转导途径的交互作用中起重要作用。通过基因芯片分析显示,相比与对照非转基因水稻,转基因水稻中的38个胁迫相关基因受到了显著调控,这些基因表达量的变化使得转基因水稻更适应盐胁迫环境,从而赋予其更高的耐盐性。因此我们得出结论,antisense-OsPDCD5转基因水稻能够通过阻碍PCD信号转导途径和调节某些胁迫相关基因的表达来提高自身的耐盐性。在正常生长条件下,转基因水稻中PCD信号转导途径已经受到了阻碍,且盐胁迫相关的信号通路也已受到了调节；植株受到盐胁迫后,PCD信号通路进一步被抑制,胁迫相关基因的表达受到进一步的调控,从而在转基因水稻中建立起一套对抗胁迫压力的保护机制,并提高了水稻的耐盐性。●LRK1基因影响水稻节间伸长株高是影响农作物产量的重要性状之一。水稻节间具有快速伸长的能力,而这种能力在很大程度上决定了水稻的株高。大量的植物生理学实验研究表明,赤霉素(GA)在植物的节间伸长过程中发挥着重要的作用,同时,一大批编码GA信号转导途径相关或是GA生物合成途径相关的基因已经被发现和证实与水稻节间伸长密切相关。富含亮氨酸重复序列型类受体蛋白激酶(LRR-RLKs)是植物中最大的一类跨膜类受体蛋白激酶家族,在拟南芥中已发现其拥有超过200个家族成员,而在水稻中预测其有300多个家族成员。之前研究已经表明,植物中LRR-RLKs在介导多种细胞生理生化过程(如花粉自交不亲和、分生组织生长、胚胎发育和形态建成等)和调节植物对外界环境信号(如光信号、病原体入侵和激素信号等)响应的过程中发挥十分重要的作用。LRK1作为LRR-RLKs家族中的一员,同时也是已知PSK受体的同源基因。之前的转基因实验表明,LRK1基因能够影响水稻的株高和分枝,从而改变水稻的形态建成和产量。在目前的研究中,我们发现,LRK1转基因水稻表现出植株矮小的性状。转基因株系060615比9311对照要矮5.4%,且转基因植株中每个节间都要更短,特别是第三节间平均要短43.8%。三叶期的9311对照和LRK1转基因幼苗用100μM GA3处理48小时后,节间都快速伸长,LRK1转基因幼苗对GA的敏感性并没有降低。以上结果表明,LRK1转基因能够抑制水稻节间伸长的过程,但其对GA的响应能力却并没有降低。我们通过基因芯片分析比较了六叶期9311对照和LRK1转基因060615幼苗中GA生物合成相关基因的表达模式,结果发现LRK1转基因幼苗中OsKO2基因的表达受到了明显的抑制,而9311对照和LRK1转基因中OsCPS1, OsKS1,OsKAO和GA20ox2基因的表达量却没有发生明显的改变。实时定量PCR分析验证了以上结果。这些发现说明,LRK1转基因水稻可能是因为生物活性GA的缺失导致其GA响应受抑制。我们测定了三叶期9311对照和LRK1转基因060615、060402植株中内源GA的含量,实验结果表明,相比于9311对照,LRK1转基因植株中所有检测的内源GA的含量都明显降低。LRK1转基因植株中随着OsKO2基因表达量的降低,体内GA的含量也相应的降低。因此我们得出结论,LRK1基因通过下调赤霉素生物合成基因ent-KAURENE OXIDASE (OsKO2)来抑制GA的生物合成,从而影响了水稻的节间伸长过程。