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水稻作为世界上最重要的粮食作物之一,由于其固着属性使之容易受到外界环境的影响,常常遭受一些生物和非生物胁迫。通过解析参与植物生物和非生物胁迫应答的分子机制,筛选和克隆抗逆相关基因,进行遗传改良,是改善和提高作物抗逆的重要手段。WRKY转录因子通过保守的WRKY结构域,特异地与顺势作用元件W-box结合,并调控下游与抗病、高温、低温、干旱、高盐、氧化损伤、衰老等相关基因的表达,进而广泛参与植物生物、非生物胁迫响应、激素信号传导、器官建成及发育调控过程。本文筛选到一个OsWRKYX的T-DNA插入突变体株系,通过对oswrkyx-1进行了初步研究,并对OsWRKYX以及其他相关基因表达模式进行了分析,主要结果如下:1.OsWRKYX基因在根、茎、叶、花中都有表达,在根和叶中的表达量较高。同时,该基因的表达受PEG、ABA和SA的诱导,但不受高温(40℃)、低温(4℃)和Nacl的诱导。2.分子检测结果表明,T-DNA插入在OsWRKYX的第一个内含子上,qRT-PCR结果显示,T-DNA的插入导致OsWRKYX在oswrkyx-1中的表达水平显著降低。在PEG处理下,oswrkyx-1的脯氨酸含量高于野生型,同时气孔开合度也比野生型小。这些结果暗示oswrkyx-1的抗旱能力比野生型强,表明OsWRKYX负向调控干旱胁迫。3.在ABA处理下,oswrkyx-1种子萌发率明显降低,对ABA更加敏感。同时,在ABA处理下,运用qRT-PCR方法分析了ABA通路中的重要基因OsABI5、OsRAV1、OsEM1、Os MYC2和OsRD29B在突变体和野生型中的表达水平。结果表明OsEM1和OsRD29B在oswrkyx-1中的表达水平降低,而OsABI5、OsRAV1和OsMYC2的表达水平升高,进一步表明该基因参与了ABA信号通路。4.构建了过表达载体,并转化了水稻和拟南芥,得到了转基因植物。水稻的护颖根据不同的的解释又被称为不育的或者退化的外稃,不仅在形态学和细胞学结构上有别于外稃,并且控制各自发育的分子机制也不相同。水稻LEAFY HULL STERILE1(OsLHS1)和DROOPING LEAF(DL)基因分别调控着外稃的细胞结构和维管束的数目,而LONG STERILE LEMMA1(G1)/ELONGATED EMPTY GLUME(ELE)和PANICLE PHYTOMER2(PAP2)/OsMADS34在护颖的决定性中发挥重要作用。虽然对护颖的研究已取得一些进展,但是关于护颖的身份和外稃及护颖发育相关基因之间的遗传相互作用仍然还不清楚。在本项研究结果如下:1.鉴定到一个新的G1/ELE的突变体,并对其进行表型分析。与以前报道的G1/ELE突变体相同,g1-6植株的护颖变为外稃状器官。此外,在双体变体g1-6osmads1-z植株中的护颖与单突变g1-6的护颖表型相同,但内轮花器官结构却与osmads1-z植株相似。这就暗示这两个基因功能独立。2.同时,对单突变体osmads1-z外轮花器官中G1/ELE基因及g1-6植株外轮花器官中OsLHS1基因进行表达模式分析,暗示了在转录水平上两者并没有相互调控。进一步的分析表明,双突变体中不正常的护颖和外稃维管束的数目要大于单突变体g1-6和osmads1-z中的数目。除此之外,双突变体由于细胞体积的变小和层数的减少,外轮花器官的细胞厚度要比g1-6和osmads1-z中的要薄。这些结果表明,G1/ELE和Os LHS1功能冗余地调控外稃的发育。3.在g1-6护颖中,OsMADS34/PAP2基因下调,控制外稃发育的DL基因异位表达,进一步的证据表明护颖是不育外稃。此外,G1/ELE调控OsMADS34/PAP2的表达。总之,本文运用遗传学策略和分子生物学以及生理学等方法,初步研究结果表明,OsWRKYX基因可能通过ABA途径负向调控植物对干旱胁迫的响应。此外,对G1/ELE的研究结果为更好的理解G1和OsLHS1在花发育和护颖决定中的作用提供了有价值的信息。这些结果为深入解析该基因的生物学功能奠定了基础。