植物细胞中主要存在三种类型的质子泵，即质膜质子泵(P型H+-ATP酶)、液泡膜质子泵(V型H+-ATP酶)以及定位于液泡膜上的V-PPase。这三大质子泵除完成主动转运质子的功能外，还伴随着对其他溶质（离子）的主动转运。位于质膜上以单链多肽形式存在的H+-ATP酶（PM H+-ATPase），此质子泵，在转运过程中需要ATP供能，并且其活化依赖于磷酸化，在植物细胞营养物质的吸收、气孔运动、细胞生长和胞内氢离子的稳态等生理过程中发挥着非常重要的功能；位于液泡膜上以多亚基复合体形式存在的H+-ATP酶（V-ATPase），运输时也需要ATP供能,但其活化不依赖于磷酸化，V-型ATPase在植物的胚性发育，细胞生长，尤其是液泡和其他囊泡内腔的酸化上发挥着重要的功能；而位于液泡膜上以同源二聚体形式存在的H+-无机焦磷酸酶(H+-pyrophosphatase, V-PPase)，它能够将无机焦磷酸(PPi)水解为2个Pi，和H+-ATPase一起将细胞质中的H+泵入液泡中，一方面建立跨液泡膜电化学梯度，为无机离子及其他溶质进出液泡提供驱动力；另一方面，可以使液泡酸化，有利于细胞质中生理生化反应的顺利进行。　　气孔是植物在生长发育、生物和非生物胁迫条件下与外界进行气体和水分交换的重要门户，有大量的基因已经被证明参与气孔开度和密度的调节，其中包括编码V-ATPase复合体的亚基的某些基因，如V-ATPase复合体中的C亚基。拟南芥突变体det3（缺失V-ATPase复合体C亚基）由于终止了Ca2+流的震荡，从而使植株丧失了调节气孔关闭的功能。V-ATPase A亚基作为V-ATPase的催化中心，同时也具有 ATP绑定的能力。在盐胁迫和渗透胁迫的研究中，众多的报道发现V-ATPase A亚基的转录水平都有明显的上升。虽然如此，但是对于V-ATPase A亚基在逆境胁迫中的主要功能和机制还不清楚，尤其是水稻OsVHA-A基因在植株生长发育和非生物协调下的作用机制还没有研究报道。　　运用反向遗传学的手段，我们首先克隆得到水稻OsVHA-A基因，利用RNAi技术构建了pHB-OsVHA-A RNAi载体，利用农杆菌介导的侵染，我们成功的将该载体转化到野生型水稻日本晴，并获得了转基因水稻。此外，我们也构建了OsVHA-A过表达的载体。我们在研究该基因功能的时候首先发现该基因参与了对气孔的调控，并且pHB-OsVHA-A RNAi转基因植株对盐和渗透胁迫的敏感性可能是通过调节气孔的发育和开度来实现的。　　Real-time PCR分析发现，OsVHA-A基因在水稻的各个组织均有表达，但在叶和花中的表达量较多。并且将构建好的GFP-OsVHA-A融合蛋白载体，利用农杆菌介导的方法转化到洋葱表皮细胞，通过激光共聚焦发现，该基因编码的蛋白只定位于液泡膜上。同时，将 pEYS2-OsVHA-A载体转化到酵母突变体 vma1Δ（缺失V-ATPase A亚基）中发现，异源的表达OsVHA-A能够在很大程度上弥补突变体在高pH值和高pH值加CaCl2的培养基中不能生长的表型，这可能也预示了定位于液泡膜上的OsVHA-A基因编码的蛋白可能具有 V-ATPase活性。同时，我们发现在OsVHA-A RNAi转基因植株中，沉默OsVHA-A基因的表达会导致位于液泡膜上的V-ATPase活性显著性下降以及液泡内pH值的上升，这更加佐证了OsVHA编码的蛋白在调控V-ATPase活性以及液泡内酸化上的重要功能。此外，在对表型的分析中，我们发现在正常生理条件下，pHB-OsVHA-A RNAi转基因植株的根长和苗长均比野生型水稻日本晴显著性增长。而对成熟植株的研究中发现，转基因植株中叶绿素的含量较之于野生型而言，有着明显的上升，并且植株表现为株高矮小，分蘖数增多的性状。对T2成熟种子的统计学分析发现，转基因水稻的种子粒宽和千粒重较之于野生型而言都有所增加。然而对过表达植株的分析发现，这些农艺学性状较之于WT而言，并没有明显的变化。进一步电子扫描电镜的观察发现，在RNAi转基因植株中，较之于野生型而言，气孔的开度和密度都有所增加，此外转基因植株离体叶片的失水率的统计也证实了这一结论。这可能说明了 OsVHA-A RNAi通过诱导气孔的发育和开放，促进了植株的生长。而在逆境条件下的观察发现，RNAi转基因植株对盐和干旱均比较敏感，原子吸收光谱测定的离子含量分析发现在盐胁迫条件下，转基因植株中K+, Na+离子的含量较之于野生型而言都有明显增加。此外，统计发现，在RNAi转基因植株中，正常生理条件下用非损伤离子检测技术测定的质子外排流速要显著性的大于野生型植株。20％PEG处理条件下，促使了H+离子的外排转化为H+离子的内流，然而RNAi转基因植株对H+离子的吸收能力似乎明显低于野生型水稻。在MS液体培养基培养并添加20%PEG模拟干旱处理条件下，RNAi转基因植株的渗透压也明显低于对照组，而电导率则显著性高于野生型水稻，气孔的开度也明显高于对照组。与此同时，运用实时荧光定量PCR技术，我们检测了影响气孔开度的关键基因如：钙调蛋白（CAM1和CAM3）、气孔密度的负调节基因YDA和质膜上的质子泵PMA3基因的表达情况。实验发现下调水稻OsVHA-A基因的表达导致了YDA、CAM1和CAM3基因的显著性下调；以及质膜上的质子泵PMA3基因的显著性上升。　　通过对上述结果的分析，我们进一步总结了水稻OsVHA-A基因的功能机制：OsVHA-A基因表达量的下调，导致液泡V-ATPase活性的下降和液泡pH值的上升，这个过程诱使了胞质中H+离子含量的上升，并造成质膜上的质子泵PMA3基因表达的上升，最终加速了H+离子的外排，与此同时，质子外排引发的质膜的超极化又促使了Ca2+和K+离子的内流，最终表现为气孔的关闭失控，即开度增加；同时OsVHA-A基因表达的沉默又促使了和Ca2+联系紧密的气孔密度负调控因子YDA基因的表达显著性下降，表现为转基因植株气孔密度的增加。pHB-OsVHA-A RNAi转基因植株气孔开度和密度的增加一方面导致RNAi转基因植物在非生物胁迫时蒸腾作用增大，失水率增加，从而表现为敏感症状；另一方面，气孔开度和密度的增加又有利于RNAi转基因植物吸收光合作用的原料-CO2，促使光合效率增加，产量升高。