随着土壤重金属污染日益严峻,粮食作物的重金属污染问题迫在眉睫。探明水稻应答重金属镉（Cd）的分子调控机理,对培育Cd低积累作物品种、提高粮食安全生产具有重要意义。类受体蛋白激酶（receptor-like protein kinase,RLKs）是植物中一类重要的蛋白激酶,参与调控植物生长发育以及多种非生物胁迫应答等过程。本文以水稻类受体蛋白激酶OsSRK为研究对象,利用CRISPR/Cas9技术研究OsSRK在水稻Cd积累与耐性中的功能,分析OsSRK的表达特征及与OsTDL1B配体的互作关系,并采用转录组技术进一步挖掘OsSRK的下游靶蛋白,探究其参与的Cd响应调控通路。1、OsSRK基因表达分析及OsSRK与OsTDL1B的互作探究水稻OsSRK基因全长3951bp,共编码1316个氨基酸。生物信息学分析显示OsSRK蛋白存在N端信号肽,胞外结构域包括11个LRR结构,且有两个跨膜结构,一个胞内激酶域,为典型的LRR-RLK。3周ZH11水稻幼苗用10μM CdCl2处理不同时间分析OsSRK的表达。定量PCR结果显示,叶中Cd处理3h之后OsSRK的表达基本呈上升趋势;根中在Cd处理36h后OsSRK的表达开始上升。综合分析OsSRK和OsTDL1B的表达模式,发现OsSRK和OsTDL1B的表达在根和叶中3-72h基本趋势一致。据此推测OsSRK和OsTDL1B之间可能存在互作。利用酵母双杂技术研究OsSRK和OsTDL1B的互作情况。构建诱饵（pGBKT7-OsTDL1B）和捕获（pGADT7-OsSRK）载体,诱饵载体自激活验证显示无自激活作用,融合酵母缺陷型筛选结果表明OsSRK和OsTDL1B存在互作。采用双分子荧光互补技术（BiFc）进一步验证OsSRK和OsTDL1B的互作情况,荧光共聚焦显微镜观察发现OsSRK和OsTDL1B在细胞膜上存在互作,与酵母双杂结果一致。2、ossrk突变体水稻植株对Cd胁迫的响应及Cd积累特征分析利用CRISPR/Cas9技术构建敲除载体,成功获得了ossrk突变体纯合突变植株。野生型ZH11和ossrk突变体株系用10μM CdCl2处理,发现:（1）Cd处理下ossrk突变体的长势较差,株高、根长和叶绿素含量均小于野生型,且水稻植株苗龄越小表型越明显。（2）ossrk突变体中MDA和H2O2含量均高于野生型,POD和SOD比野生型低。（3）ossrk突变体根、茎和叶的Cd含量显著高于野生型。（4）Cd吸收转运相关基因OsIR T1、OsNRAMP5、OsHMA2和OsHMA3等的表达在突变体中均高于野生型。以上结果表明OsSRK的突变会增加水稻对Cd的敏感性,且会通过上调Cd转运基因的表达来增加Cd的吸收转运,从而使突变体植株Cd毒害增强。3、转录组测序探究OsSRK调控的下游基因以野生型ZH11和ossrk突变体株系作为材料,利用RNA-seq技术分析差异基因及GO富集途径,发现OsSRK可能通过影响HMP重金属结合相关基因及MYB转录因子的表达来调控水稻Cd耐性网络。定量PCR筛选出11个基因的表达趋势与测序结果一致,其中包括6个HMP基因（OsHMP、OsHMP 15、OsHMP7/OsATX,OsHMP32、OsHMP31、OsHMP6）;1个水稻根部Cd吸收基因OsIR T1以及3个MYB转录因子基因（NIGT1、OsMYB4、OsMYB3）和1个BHLH转录因子基因（OsbHLH091）。筛选出的OsIR T1、OsATX（OsMHP7）、MYB 转录因子基因OsMYB4和NIGT1可能在OsSRK响应水稻Cd胁迫途径中发挥作用。