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盐胁迫会影响作物的产量与品质。水稻是全世界一半以上人口的粮食作物,其生长发育各阶段对盐胁迫均敏感。为了提高水稻耐盐性,研究清楚水稻盐胁迫应答过程中的调控因子及调控机理具有重要意义。Dof家族基因在多种作物的干旱、盐和寒冷等非生物胁迫中发挥重要作用,但是其此类功能在水稻中尚未研究清楚。本研究中,我们利用实验室已创建的OsDof15转基因材料来探究Dof家族成员在水稻盐胁迫应答中发挥的功能及其机理。另一方面,水稻作为一种半水生作物,其胚芽鞘在幼苗出土和耐水淹过程中发挥重要作用。为了挖掘调控胚芽鞘生长的关键因子,我们对水稻突变体库进行筛选,获得了一份胚芽鞘发育缺陷突变体并对该突变基因进行克隆。所获的主要研究结果如下:1.检测了 OsDof15基因在各种激素和非生物胁迫处理下的表达水平,发现其表达能被盐胁迫显著诱导。进一步探究OsDof15转基因幼苗的耐盐性,发现其突变体耐盐性较野生型降低,而过表达则升高,说明OsDofl5正调控水稻耐盐性。2.检测AsA(抗坏血酸)含量,发现osdof15突变体幼苗体内AsA含量较野生型降低,而过表达幼苗则升高,说明OsDof15正调控植株体内AsA积累。为了探究AsA是否在OsDof15正调控水稻耐盐性通路中发挥作用,我们盐处理的同时外源补充AsA,发现osdof15突变体的耐盐性可以恢复到野生型水平。说明OsDof15是通过正调控体内AsA积累来提高水稻耐盐性。3.前期本实验室已证明OsDof15负调控乙烯的合成,因此我们进一步研究了乙烯与水稻耐盐性及AsA的关系。通过观察幼苗的盐表型,发现乙烯受体突变体osres2和osetr2耐盐性低于野生型DJ,而信号突变体osein2和oseill的耐盐性高于野生型Nip,说明乙烯通过信号途径负调控水稻耐盐性。为了探究AsA是否在乙烯负调控水稻耐盐性中的作用,我们盐处理乙烯相关突变体的同时外源补充AsA,发现osres2、osetr2、osein2和oseil1均能恢复到相应野生型的水平,说明乙烯是通过负调控体内AsA含量来增强水稻耐盐性。以上说明OsDof15通过负调控乙烯合成,进一步通过乙烯信号途径调控体内AsA含量来提高水稻耐盐性,丰富了 Dof家族基因在调控水稻耐盐方面的分子机制。4.对水稻突变体库进行筛选,获得了一系列胚芽鞘发育缺陷突变体。其中一个突变体(short coleoptile1,scp1)的幼苗胚芽鞘明显短于野生型。通过检测乙烯合成基因表达水平和乙烯释放量,发现scp1多个乙烯合成基因表达水平和乙烯释量较野生型均降低。5.通过观察scp1突变体的农艺性状,发现scp1突变体表现为矮化、短穗、小粒的表型。在盐和干旱处理下,scp1突变体幼苗表现出更强的耐盐性和耐旱性。6.通过图位克隆,将SCP1基因定位在5号染色体上32.01 kb的区间,该区间有5个功能基因,通过扩增与测序发现其中一个基因OsRGA1在突变体中有大片段缺失,并且scp1突变体与已报道的OsRGA1的等位突变体d1具有相似的胚芽鞘表型和耐逆性,说明scp1是OsRGA1的一个等位突变体。这部分研究为OsRGA1调控乙烯合成从而影响胚芽鞘的生长及耐逆性过程的分子机理奠定了基础,有助于丰富水稻体内乙烯合成的调控机制。