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诱导抗性是植物生长过程中抵御各种胁迫的重要手段。蛋白激发子具有诱导植物产生抗逆性的特点,在生物防控中具有重要的应用前景。因此对转激发子植株抗性机制研究不仅对植物异源基因表达功能分析提供参考,也对植株抗逆性遗传改良具有重要的理论与实践意义。本课题组前期从极细链格孢(Alternariatenuissima)中分离得到一个蛋白激发子PeaT1,并获得了异源表达PeaT1水稻纯合株系。本文研究了蛋白激发子PeaT1在水稻抗旱中的功能,初步阐述了 PeaT1在水稻抗旱中的作用机制。结果如下:(1)转PeaT1水稻抗旱性显著增强。转PeaT1水稻在抗旱复水后,存活率比野生型水稻提高20%;抗旱相关物质包括脱落酸、叶绿素和脯氨酸含量在抗旱过程中显著提高,丙二醛含量显著下降。qRT-PCR 检测证明,抗旱相关基因OsCPK9 OsSKIPa,OsNCED2,OsNAC9,OsTPKb,和OsEREBP1在转PeaT1水稻中的表达量显著高于野生型。(2)转PeaT1水稻中的胁迫相关蛋白高水平表达。利用Label free技术在野生型和转基因水稻中共鉴定出蛋白4493个,达到显著差异水平蛋白57个,其中上调32个,下调25个。GO分析表明差异蛋白主要参与新陈代谢、胁迫反应、蛋白代谢、细胞活动及生物进程等过程,其中参与胁迫反应的蛋白SKIP/SNW变化量最大,且在转基因中表达量较高。(3)PeaT1与水稻OsMIOX蛋白在体内和体外互作。酵母转化实验发现在50 mM 3-AT条件下PeaT1自激活现象可以抑制,通过酵母双杂筛选水稻叶片cDNA文库,初步获得9个候选互作蛋白,进一步验证发现肌醇加氧酶(OsMIOX)与PeaT1在酵母中特异性结合,并利用双分子荧光互补(BIFC)和Pull-down技术对互作真实性进行验证。(4)qRT-PCR和亚细胞定位结果表明,OsMIOX在转PeaT1水稻抗旱过程中表达量显著上调;原位杂交显示OsMIOX主要在叶肉细胞和花药中表达。OsMIOX-GFP与内质网Marker蛋白共定位,表明OsMIOX蛋白在内质网上发挥作用。(5)构建OsMOX过表达载体和敲除载体,获得过表达阳性水稻株系10株,基因敲除水稻株系6株。对过表达OsMIOX水稻进行抗旱胁迫,转录组学分析发现,有743个显著差异基因,其中上调基因534个,下调基因209个。GO与KEGG分析结果表明差异基因主要富集植物激素脱落酸,茉莉酸和糖代谢途径。综上所述,激发子PeaT1通过与OsMIOX互作并影响逆境胁迫相关基因表达来提高水稻的抗旱性。此研究不仅为激发子转基因抗性机制研究提供了一定的理论参考,也对水稻抗旱分子辅助育种的遗传改良具有重要的意义。