促分裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase, MAPK)是一类从单细胞酵母到多细胞动植物体内普遍存在的,在进化过程中高度保守的丝氨酸／苏氨酸(Ser/Thr)蛋白激酶,是MAPK级联反应中的重要成分。已有的研究表明植物中的MAPK参与了植物生长发育、细胞分化的调控、生物及非生物胁迫应答、激素反应等过程。本实验室前期从水稻幼穗中克隆了促分裂原活化蛋白激酶编码基因OsMPK14的全长cDNA序列,后续的研究显示,该基因在水稻幼苗叶和根中广泛表达,其转录本在叶肉细胞中有显著的积累,该基因的表达受多种因素的调节,不仅与水稻生长发育有关,而且可能参与水稻非生物胁迫应答。为了深入研究该基因在水稻整个生长发育过程中的表达特性,确定该基因的表达调控机制,以及与光敏色素光信号通路、干旱、高盐、氧化应激等非生物胁迫应答的关系,本文以粳稻品种日本晴(wt)、光敏色素A和B的突变体(phyA、phyB)为材料,系统分析了OsMPK14基因在三个水稻品种中的表达特性。比较了三个品种在抽穗时期的可溶性糖、可溶性蛋白以及丙二醛(MDA)的水平,结果显示,phyB植株叶片中三者含量均低于Wt,提示phyB植株在抽穗期可能比Wt更具有耐旱性。分别采用半定量RT-PCR和实时荧光定量PCR技术,检测了该基因在三个水稻品种分蘖期(30天)、抽穗期(60天)和成熟期(90天)三个典型阶段的表达特性,结果显示,OsMPK14基因在三种水稻品种的叶片中具有不同水平的表达。该基因在Wt和phyA植株叶片中的表达呈现出波动性,而在phyB中随着生长的推延呈现出上升的趋势。分别采用半定量RT-PCR和实时荧光定量PCR技术,检测了在三个水稻品种幼苗期和成熟期叶片中OsMPK14基因对盐、干旱胁迫的应答。结果提示,OsMPK14基因的表达在三个水稻品种生长发育过程中有不同的变化规律。在幼苗期无论是盐胁迫还是干旱胁迫,该基因在phyA和phyB叶片中表达变化均不显著,然而生殖期时刚好与之相反。这提示高盐和干旱胁迫下光敏色素A和B的突变对OsMPK14基因表达量的影响具有时空特异性。另外,也检测了三种水稻幼苗期时在外源性过氧化氢(H2O2)胁迫下叶片中OsMPK14基因表达的情况,结果显示,在Wt和phyB幼苗叶片中外源性H2O2抑制了OsMPK14基因表达。光敏色素A的突变则负调控外源性H2O2抑制OsMPK14基因表达这一途径。采用DNA重组技术,构建了受控于玉米泛素基因启动子的OsMPK14基因植物过表达载体pCAMBIA1390-UBQ-OsMPK14,为进一步通过转基因技术鉴定OsMPK14基因在水稻发育、非生物胁迫应答中的功能,以及水稻光信号通路中的地位奠定了基础。本研究丰富了对水稻促分裂原活化蛋白激酶基因OsMPK14的认识,初步建立了该基因在生长发育、干旱胁迫、盐胁迫和外源性过氧化氢胁迫应答,以及光敏色素信号通路之间的联系,为后续的研究提供了重要的线索和依据,有助于水稻逆境胁迫应答分子机制的研究。