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低温、干旱和高盐等非生物胁迫对农作物的生长具有较大的影响。提高作物品种在逆境条件下的适应能力是实现作物高产、稳产的保证。了解作物在非生物胁迫的响应机制,挖掘抗逆关键基因是培养抗逆作物的基础。本实验室前期克隆了一个水稻C2C2型锌指蛋白基因SRZ1(Stress RepressiveZinc Finger 1),该基因的表达受低温、高盐、干旱等多种非生物胁迫的负调节,然而其在水稻非生物胁迫应答反应中的作用机制尚不清楚。本研究主要以锌指蛋白SRZ1转基因植株的根长为线索,利用植物形态学、分子生物学等方法,对水稻C2C2型锌指蛋白SRZ1调控水稻非生物胁迫响应做了初步研究。取得的主要实验结果如下:1、耐逆性鉴定结果表明过量表达SRZ1的水稻转基因植株提高了耐旱性,但耐盐性明显降低;相反,抑制表达SRZ1的转基因水稻耐旱性下降而耐盐性提高。2、水稻SRZ1RNAi抑制转基因植株的发芽率在正常条件和ABA处理条件下,均高于野生型WT和过量表达转基因植株,表现为对ABA更加钝感。在正常条件和ABA处理条件下,根长的统计结果也是SRZ1RNAi抑制转基因植株的根长于野生型WT和过表达转基因植株。3、利用酶联免疫吸附测定法(ELISA),测得水稻SRZ1过量表达转基因植株和RNAi抑制转基因植株的内源ABA、IAA含量。结果表明,SRZ1RNAi抑制转基因植株的IAA含量高于野生型WT和过量表达转基因植株体的IAA含量,过量表达转基因植株的ABA含量高于野生型WT和干涉抑制转基因植株的ABA含量。转基因植株内源激素含量的不同可能是导致RNAi抑制转基因植株根长变化的原因。4、结合对植物激素ABA和IAA信号通路上相关基因的研究,在SRZ1转基因植株体内检測了 ABA、IAA合成和信号转导相关基因,结果表明SRZ1过量表达转基因植株内ABA合成相关基因OsNCED3的表达量极显著的增高,ABA信号转导途径中起关键作用的蛋白磷酸酶基因OsPP2C的表达量也显著提高,而其他ABA相关基因OsVP1和OsZEP的表达量则较野生型水稻显著降低。SRZ1 NAi抑制转基因植株内IAA合成相关基因OsABP1的表达量显著升高。5、ABL1转录因子是植物ABA信号的负调控因子。本研究利用盐处理条件下的水稻.abll突变体,分析了SRZ1基因的表达是否与ABA信号通路有关。利用荧光定量PCR检测了在盐处理的abl1突变体中SRZ1的表达量,发现SRZ1表达显著升高,其盐胁迫下的表达量下降被ABL1的突变所抑制。据此推断,ABL1是SRZ1基因表达的负调控因子。6、利用酵母双杂交的方法,在盐诱导的水稻cDNA酵母表达文库中,以pGBKT7-SRZ1为“诱饵”蛋白筛选与之相互作用的互作蛋白。结果表明,锌指蛋白SRZ1能够与干旱相关蛋白Di19和光合作用相关蛋白RubisCO大亚基互作,并用双分子荧光互补实验BiFC在烟草体内验证了互作蛋白与SRZ1之间的互作。