磷脂酶D(PLD)在植物的生长和发育以及逆境调节中起着重要的作用。在水稻中,有17个PLD,分为PLDα(5个)、PLDp(2个)、PLDδ(3个)、PLDη(2个)、PLDθ、PLDv(2个)、PLDξ(2个)、PLDι8类。盐害对植物细胞产生渗透胁迫和离子毒害。维持K+和Na+稳态,是植物盐胁迫下生长和生存的关键机制之一。然而,关于PLD与水稻耐盐性的关系以及PLD在离子稳态中的调节功能至今尚不清楚。本文以水稻幼苗和悬浮细胞为材料,研究了盐胁迫下水稻PLDα活性和亚细胞分布的变化,探讨了PLDa与植株耐盐性的关系。利用RNA干扰技术,获得了OsPLDa1-RNAi的转基因水稻材料,研究了OsPLDal对编码质膜、液泡膜质子泵和Na+/H+转运蛋白的基因表达,以及细胞和幼苗组织Na+、K+含量的调节。主要研究结果如下：在100 mM NaCl处理下,0.06%1-丁醇显著降低了水稻幼苗的株高和地上部干物重,同时地上部Na+含量比单独NaCl处理增加了18%。此结果说明PLD产生的磷脂酸(PA)可能影响盐胁迫下水稻幼苗生长以及Na+的吸收和积累。NaCl诱导水稻悬浮细胞中PLDα活性增加。PLDα活性在NaCl处理1 h时达到最大值,比处理前增加2倍,1 h后PLDα活性下降。水稻悬浮细胞中OsPLDα1和OsPLDa2基因表达受NaCl处理后增加。水稻悬浮细胞中,可溶态和膜结合态的PLDα都被NaCl处理激活；100mM NaCl处理12 h后,与膜结合PLDα活性比处理前增加2倍。盐胁迫下,可溶态PLDa1蛋白量略微下降,与质膜和液泡膜结合的PLDα1蛋白增加。以上结果显示NaCl处理刺激了PLDα活性,改变了PLDa在细胞中的分布。利用RNA干扰技术,获得了OsPLDa1-KNAi的转基因水稻悬浮细胞和植株,对OsPLDα1在水稻耐盐性中的功能进行研究。RT-PCR和Western blotting结果显示,转基因水稻悬浮细胞中的OsPLDa1基因表达相对较低,蛋白量明显降低。对野生型和转基因水稻中的PLDα酶活性进行测定,结果表明,转基因水稻的PLDa活性比野生型降低40%。在100 mM NaCl处理条件下,转基因水稻悬浮细胞中的OsVHA-A(编码液泡膜H+-ATPase A亚基)、OSA2(编码质膜H+-ATPase)、OsNHX1(编码液泡膜Na+/H+逆向转运蛋白)和OsCDPK7(编码Ca2+依赖性蛋白激酶)基因的表达量明显低于野生型。OsSOS1(编码质膜Na+/H+逆向转运蛋白)的表达量在野生型和转基因水稻悬浮细胞中没有明显区别。由此可见,OsPLDα1基因沉默抑制了盐胁迫下OsVHA-A、OSA2、OsNHX1和OsCDPK7基因的表达。在100 mM NaCl处理12 h,在转基因水稻细胞中,液泡膜和质膜的H+-ATPase活性明显低于野生型。120 mM NaCl处理12 h,野生型和转基因水稻悬浮细胞死亡率分别为46%和55%,OsPLDa1基因抑制导致细胞对盐胁迫的敏感性增强。在NaCl处理下,野生型和转基因水稻悬浮细胞和植株中的Na+含量迅速增加,同时K+含量下降,但转基因和野生型水稻悬浮细胞之间的Na+和K+含量并没有明显差异。以水稻植株为实验材料,结果发现100 mM NaCl处理7天后,转基因植株地上部的Na+积累量比野生型高20%。以上结果表明,OsPLDα1在水稻耐盐中起正调节作用,并可能参与了盐胁迫下离子稳态形成过程。