水稻是最主要的粮食作物之一，全世界有超过一半的人将水稻作为主食。近年来频发土地盐碱化、水土流失、淡水资源不足等问题，严重威胁着水稻的生产。因此，如何提高水稻的抗逆性，使其能在环境胁迫下正常生长发育，并实现高产或稳产，已经是一个亟待解决的重要课题。前期我们证实了水稻CatC在盐胁迫响应中发挥重要作用，但是对于水稻中过氧化氢酶(CAT)家族的另一成员CatB在逆境胁迫响应中的功能了解有限。解析CatB在逆境胁迫中的功能，对于深入研究CAT家族在不同逆境胁迫中的功能十分必要。为此，我们构建了OsCatB的功能缺失突变体，并围绕CatB在逆境胁迫中的功能开展了系列研究，具体结果如下：
　　(1)为了确定OsCatB在逆境下的表达模式，利用荧光定量PCR的技术分析了在盐、高温和氧化胁迫处理下，水稻中的OsCatB转录水平随着时间变化的趋势，发现它在这3种非生物胁迫下表达水平都有上调，表明OsCatB在各种逆境胁迫下可能发挥一定的作用。进化树分析发现OsCatB与CatC亲缘关系较近，与CatA较远，主过氧化氢酶活性。
　　(2)为了探究水稻CatB在逆境响应中的功能，我们采用CRISPR/Cas9基因编辑体系对水稻品种Kitaake的OsCatB进行定点编辑，共获得了52株独立转化苗。经过后续的测序鉴定，共得到3种不同突变位点的纯合突变体，即catb-1、catb-2和catb-3，并选取catb-1和catb-3作为后续的研究材料。
　　(3)为了分析CatB在高盐环境下的功能，将catb-1、catb-3和野生型(WT)的幼苗用盐胁迫(140 mmol/L NaCl)处理8d，再恢复20d，发现catb突变体和WT的表型和存活率并无明显差异。进一步测定其生理变化，发现盐胁迫下CAT酶活和H2O2积累量也无显著差异。我们初步推断，CatB在水稻盐胁迫响应中不起主要作用。
　　(4)为了探究CatB在高温和氧化胁迫中的作用，首先分析了高温胁迫下WT和catb突变体幼苗的表型、CAT酶活和H2O2含量的变化。研究发现，与WT对照相比，catb突变体表现出对高温的超敏感性，而且其体内CAT酶活显著降低，H2O2含量显著升高。其次，经甲基紫精(MV)模拟氧化胁迫处理后，WT的地上部分幼苗比catb突变体长，生长状态好。上述结果说明，CatB能正调控水稻耐高温和耐氧化胁迫的能力。
　　综上所述，本研究验证了水稻CatB在盐、高温和氧化胁迫等逆境胁迫下的功能，发现CatB对盐胁迫响应贡献较小，而在高温和氧化胁迫响应中发挥重要功能。结合先前的研究发现CatC在水稻盐胁迫响应中起重要作用，我们初步揭示了CAT家族的不同成员在不同逆境胁迫中所发挥的主要作用。该研究结果为进一步探究水稻CAT家族参与逆境响应的分子机制提供了实验材料和理论依据。