【摘 要】
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水稻是一种重要的主食。但随着全球气候变化,淡水资源的减少,农业灌溉用水的匮乏,干旱成为了限制水稻生产的重要因素之一。所以培育耐旱水稻品种已成为水稻育种家的重要目标。研究水稻抗旱相关基因的功能有助于解析水稻抗旱的分子机制,为耐旱水稻品种的选育提供理论基础。在前期实验中,我们发现DWA1基因能够通过蜡质合成途径调控水稻抗旱。DWA1蛋白包含三个主要结构域,包括Redox结构域（R结构域）、AMP结构域
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水稻是一种重要的主食。但随着全球气候变化,淡水资源的减少,农业灌溉用水的匮乏,干旱成为了限制水稻生产的重要因素之一。所以培育耐旱水稻品种已成为水稻育种家的重要目标。研究水稻抗旱相关基因的功能有助于解析水稻抗旱的分子机制,为耐旱水稻品种的选育提供理论基础。在前期实验中,我们发现DWA1基因能够通过蜡质合成途径调控水稻抗旱。DWA1蛋白包含三个主要结构域,包括Redox结构域（R结构域）、AMP结构域（A结构域）和AOS-like结构域（S结构域）。已知体外表达A结构域能激活长链脂肪酸生成长链脂酰辅酶A,但R结构域、A结构域和S结构域在水稻植株中的功能,以及这些结构域功能之间的关系尚不清楚。本研究利用扫描电镜、GC-MS、Dual-LUC体系、CRISPR/Cas9基因编辑技术、农艺性状统计等方法对相关材料进行分析。主要结果如下:1.R结构域或A结构域的表达能够恢复dwa1突变体在干旱条件下的表皮蜡质缺陷,从而降低叶表皮通透性,最终恢复dwa1突变体的抗旱能力。2.R结构域或A结构域的表达还能降低dwal突变体中干旱诱导的O2-和H2O2积累。3.在水稻植株中,正常条件下,OsWR1抑制DWA1的表达,干旱条件下,OsWR1促进干旱诱导的DWA1的表达。4.dwa1突变体从分蘖期开始,茎节间距变短,导致株高矮化。dwa1突变体花粉的附着、水合能力的减弱,导致结实率降低。S结构域的表达能完全恢复突变体株高的矮化,能部分恢复突变体结实率的降低。该研究将有助于解析抗旱相关DWA1蛋白三个主要结构域在水稻植株中的功能和三个主要结构域功能之间的关系,从而进一步揭示DWA1介导的水稻抗旱分子机理,为选育耐旱水稻品种服务。
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