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低温、高温、干旱等逆境因子严重影响了植物的生长发育,对农作物生产造成很大的影响。为了深入了解植物的逆境反应机理和发现新的水稻耐逆基因,我们采用Affymetrix水稻表达芯片（含51279个转录本）,分析了超级稻两优培九的母本培矮64S不同生长发育时期以及不同组织器官全基因组在多种逆境胁迫下的表达水平,筛选出一批表达水平显著改变的基因。根据基因芯片表达数据以及生物信息学分析,从众多受逆境诱导而表达改变的基因中,筛选了3个感兴趣的耐逆候选功能基因,命名为：OsCSR（Oryza sativa L. cold stress responsive gene）,OsXET9（Oryza sativa L. xyloglucan endotransglucosylase9）和OsGAD3（Oryza sativa L. Glutamate decarboxylase3）。OsCSR （Genbank登录号;AK067400.1）是其中一个受冷胁迫诱导而在各生长发育时期与组织器官表达量上升的基因。根据搜索的己知序列信息设计引物,通过PCR扩增、克隆得到了含完整ORF的cDNA。根据生物信息学分析,该cDNA长811bp,其中ORF长636bp的编码一个包含212个氨基酸残基的蛋白,分子量约为24kD,等电点约为6.10。Gramene网站搜索发现该基因编码的蛋白有两个中间丝相关蛋白保守结构域。搜索有关数据库,在水稻、玉米、二穗短柄草、大麦等植物中找到有高相似性的基因,但功能未知。分析该基因可能的启动子区域序列,发现多种与逆境反应相关的顺式作用元件。因此,我们认为该基因可能是一个新的逆境响应基因。为了将来进一步验证该基因的功能,我们也构建了该基因的过表达载体D-163+1300-OsCSR。OsXET9（GenBank登录号：NM001060322）是其中一个受低温与干旱诱导、在各生长发育时期与组织器官均有响应的基因,尤其在苗期及孕穗期低温诱导表达水平显著上升。采用实时定量PCR对其逆境条件下的表达模式进行了进一步的分析,发现所得结果与基因芯片数据基本吻合。因此,此基因为一多逆境响应基因。根据基因文库己知序列信息设计引物,通过PCR扩增、克隆得到了含完整ORF的cDNA。根据其ORF序列进行预测,此基因编码一个含有284个氨基酸残基的蛋白,分子量约为31kD,等电点约为5.2。对其编码的蛋白进行功能域分析,发现其存在多个保守结构域。氨基酸序列比对分析表明,该基因与典型的木葡聚糖转葡糖苷酶9关系最近。对该基因启动子区域序列进行分析,发现一些与逆境反应相关的顺式作用元件。因此该基因不仅与细胞壁代谢有关,而且在植物体应答各种逆境胁迫时也发挥着重要作用。OsGAD3（GenBank登录号为：AY187941.1）是其中一个受低温与干旱诱导,在各个生长发育时期与组织器官均有响应的基因,尤其在苗期、孕穗期、抽穗开花期经低温诱导后表达水平显著上升。根据基因文库已知序列信息设计引物,通过PCR扩增、克隆得到了含完整ORF （open reading frame）的cDNA。根据基因序列分析,该cDNA包含的ORF长1476bp编码一个含有492个氨基酸残基的蛋白,分子量约为56kD,等电点（pI）约为5.64。该基因编码的蛋白质包含多个保守结构域。通过序列比对分析,该基因与水稻（日本晴）谷氨酸脱羧酶3相似性约为99.7%。分析该基因启动子区域序列发现了多种与耐逆反应相关的顺式作用元件,因此我们推测此基因可能参与水稻的耐逆反应过程。为了确认该基因是否具有耐逆功能,构建了过表达载体D-163+1300-OsGAD3,并通过农杆菌介导法将2×CaMV35S-OsGAD3嵌合基因导入水稻93-11中,获得12个独立的TO代转OsGAD3基因水稻株系。将其放置于自然环境下生长发现,其比对照植株的耐冷性有一定程度的增强。