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促分裂原活化蛋白激酶(mitogen activated protein kinases,MAPK)属于真核生物蛋白激酶超家族,参与包括了种子的萌发,生长和发育,衰老与凋亡,配子的形成等多种生物学过程。实验室前期已克隆水稻MAPK基因Os MAPK14,并发现其功能涉及水稻非生物胁迫应答。Os MAPK14序列NCBI数据库中检索,发现了与之同源性最高的Os MAPK15基因序列,鉴于该基因的功能还存在许多未知内容,本研究对水稻Os MAPK15基因开展了一系列的研究。通过RT-PCR技术从日本晴水稻的根组织中克隆了Os MAPK15基因的c DNA编码区,生物信息学分析,发现Os MAPK15激酶的第13-304位的氨基酸编码丝氨酸/苏氨酸激酶结构域,具有典型的TDY基序,属于水稻MAPK家族E组的成员。采用q RT-PCR技术检测了水稻Os MAPK15基因在干旱和高盐胁迫下的表达特征,结果表明干旱和盐均可诱导Os MAPK15基因表达量的上调,其表达模式具有不同的规律。在高盐的处理下,Os MAPK15基因表达量在9h内逐渐的上升,随后出现下降,且其上调幅度仅在2倍以内。相较于高盐,该基因对干旱胁迫的应答更为灵敏,在12h内其表达量均上调了2.5-3倍之间,之后出现下降。提示Os MAPK15基因参与水稻的非生物胁迫的应答过程。采用3种与胁迫相关的ABA、JA和SA激素对水稻进行处理,并检测水稻Os MAPK15基因在水稻幼苗根中的表达特性。结果显示,Os MAPK15基因对这3种激素均有应答。其中以ABA诱导Os MAPK15基因表达上调幅度最大,高达野生型的7倍,提示该基因的表达受多种激素和非生物胁迫信号的调控,极有可能与水稻非生物胁迫应答有关。采用PCR扩增的方法,克隆了该基因起始密码子上游的2160bp的启动区,并对其元件进行了预测和分析,结果显示,水稻Os MAPK15基因启动子中可能存在多种与激素应答和抗逆应答相关的顺式元件,如赤霉素和茉莉酸甲酯应答元件、MYB结合位点等,该结果与q RT-PCR检测的结果共同提示水稻Os MAPK15基因可能在水稻激素信号通路和抗逆应答中起着重要的作用。为鉴定Os MAPK15基因是否与非生物胁迫、ABA、JA和SA激素应答有关,采用DNA重组技术,构建了水稻Os MAPK15基因植物过表达载体。采用农杆菌介导的拟南芥花序浸染法,将Os MAPK15基因的过表达植物载体转化到拟南芥中筛选获得了纯合的Os MAPK15过表达拟南芥转基因植株。对转基因拟南芥进行干旱和盐胁迫处理,发现随着浓度增加,野生型拟南芥种子出现了萌发率逐渐降低的趋势,而转基因植株的种子的萌发率保持不变。当Na Cl浓度达到200m M时,野生型拟南芥的种子均不能萌发,但转基因拟南芥的种子仍然可以发芽,且萌发率保持不变,但转基因拟南芥在萌发后生长缓慢,不能保持良好生长状况。当Na Cl浓度达到300m M时,转基因拟南芥种子不能萌发。在梯度浓度的干旱处理下,Os MAPK15基因的过表达的转基因拟南芥种子萌发的时间均比野生型拟南芥种子萌发的时间提前1-2天,表明水稻Os MAPK15基因作用可能是提高了拟南芥萌发阶段对干旱和盐的耐受性。后续关于转基因拟南芥幼苗期的表型分析尚在进行当中。本研究克隆并分析了水稻Os MAPK15基因,检测了非生物胁迫相关因素,诸如干旱、高盐、ABA、JA和SA对其表达的影响,并采用异源过表达技术对该基因的功能进行了初步鉴定,确认了该基因过表达能够提高拟南芥种子萌发阶段对干旱和高盐的耐受性,为研究MAPK与水稻非生物胁迫应答信号之间的关系,提高水稻抗非生物胁迫的能力奠定基础,同时也为水稻分子设计育种提供了潜在的候选基因。