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水稻(Oryza sativa L)是世界上最主要的粮食作物之一,也是单子叶植物和谷类作物研究的模式生物。以农杆菌介导的植物遗传转化技术在水稻中的应用也有了长足的发展,为水稻的研究和遗传改良提供了一个坚实的技术基础,但是在转化过程中,由于水稻品种或插入片段大小的不同,转化效率也不尽相同,而部分水稻品种和大片段转化受到了极大的影响;此外,少数bZIP转录因子家族B亚家族成员被报道参与了植物的生长发育和抗病抗冷等生物过程,而该亚家族其它成员则鲜有报道。在本研究中,我们新克隆了一个B-bZIP亚家族成员OsbZIP81,并对其进行了深入研究;另外对本实验室之前研究的OsbZIP84进行了更进一步的研究。最终发现水稻中OsbZIP81.1可以直接作用于茉莉酸合成路径中的基因从而调控内源茉莉酸的合成,OsbZIP81.2能够与农杆菌毒力蛋白VirE2互作,找到并验证了OsbZIP81和OsbZIP84的响应元件OVRE,同时探究了OsbZIP84调控水稻株高的分子机理等,具体研究结果如下:运用RT-PCR的方法获得了OsbZIP81的三个可变剪接体,即OsbZIP81.1、OsbZIP81.2和OsbZIP81.3。OsbZIP81.1是一个典型的bZIP类转录因子,而OsbZIP81.2不是。OsbZIP81.1和OsbZIP81.2两者都受农杆菌(EHA105)、MeJA、PEG6000等生物和非生物胁迫的诱导。通过3种类型的VirE2与全部B-bZIP亚家族成员的酵母双杂交试验,发现只有OsbZIP81.2能够与3种类型的VirE2互作。利用OsbZIP81.1超表达水稻材料的ChIP-Seq实验分析,发现了14,245个peaks,涉及8,169个潜在的靶基因,经MEME和DREME分析以及EMSA验证后得到了一个全新的bZIP转录因子结合顺式元件,即OVRE(OsVIP1 response element)。同时通过RNA-Seq分别找到了5,143和5,002个受OsbZIP81.1和OsbZIP81.2调控的显著差异表达基因;利用OsbZIP81.1超表达材料RNA-Seq并结合ChIP-Seq的结果,找到了1,332个OsbZIP81.1的靶基因,而这些靶基因主要富集在淀粉和蔗糖代谢、丙酮酸代谢、烟酸与烟酰胺代谢、类黄酮生物合成以及α-亚麻酸代谢等途径。通过对OsbZIP81.1超表达水稻植株相关激素的测量,发现在超表达植株中茉莉酸(JA)、水杨酸(SA)含量增加,而脱落酸(ABA)含量有所下降。通过酵母双杂交筛库和IP-MS,发现并鉴定了4个OsbZIP81互作蛋白,其中2个PR类蛋白:RSOsPR10、PBZ1/OsPR10a;1个MADS类转录因子:OsMADS1;以及1个14-3-3类蛋白:Os11g34450。此外,我们成功构建了OsbZIP81.1和OsbZIP81.2的超表达转基因烟草植株。OsbZIP84也是一个典型的bZIP类转录因子。在OsbZIP84表达量上调的植株中,株高变高,而表达量下调的植株中,株高变矮,且这种矮化是由细胞变短造成的。另外,OsbZIP84受外源赤霉素和赤霉素抑制剂多效唑的诱导表达,并且可能通过调控赤霉素代谢路径中OsGA20ox2的合成调控胞内赤霉素的含量和进一步调控水稻的生长发育。利用RDSA实验,找到了与OsbZIP81.1响应元件一致的顺式元件OVRE。此外,通过CRISPR/Cas9基因敲除技术获得了OsbZIP84的转基因敲除纯合植株,为OsbZIP84的下一步研究奠定了基础。综上所述,本研究中我们发现OsbZIP81.1可能通过直接作用于茉莉酸合成路径上的基因从而调控茉莉酸的合成;找到了农杆菌VirE2毒力蛋白在水稻中的一个互作因子OsbZIP81.2;找到并鉴定了一个OsbZIP81.1和OsbZIP84的响应元件OVRE,该元件是一个新的水稻bZIP转录因子响应元件;发现OsbZIP84可能直接通过OsGA20ox2调控水稻的株高。