水稻是重要的农作物之一。随着全球变暖和温室效应,非生物胁迫如高温、干旱等已成为影响水稻产量的重要因素。热胁迫可对水稻造成损伤,引发水稻形成热激反应,诱导相关基因的大量表达,稳定细胞内环境,抵御高温伤害。小分子热激蛋白sHsps是一类分子伴侣家族,在胞内蛋白的折叠、降解和运转过程发挥重要的作用,能提高植株的抗逆性。本研究克隆了一个小分子热激蛋白基因(OsHSP17.8),并构建OsHSP17.8基因过量表达载体pHB-OsHSP17.8,通过农杆菌介导法转入野生型水稻品种日本晴,获得转基因阳性分化植株,对OsHSP17.8基因的功能进行分析。定量PCR方法分析OsHSP17.8基因在转基因植株的表达水平,结果显示获得OsHSP17.8基因过量表达的转基因植株。该基因在水稻是组成型表达,在颖花中表达量最高。OsHSP17.8基因的表达模式显示该基因在热、旱、冷、盐和激素GA、NAA、ABA条件下都能被诱导大量表达,对热胁迫最敏感。成熟转基因植株表型表现为转基因株系的秕谷率低、种子粒长粒宽均大于野生型,而水稻抽穗期正好处于高温期,初步推测OsHSP17.8基因与抗热性相关。在逆境胁迫下,与野生型相比,转基因株系的生长状态良好。高温胁迫下,转基因幼苗的根长和苗长增长率大于野生型,绿色存活部分较多,证明OsHSP17.8基因能提高植株的抗热性;干旱胁迫下,野生型植株叶片较早萎蔫,枯叶较多,失水率高于转基因植株,说明OsHSP17.8基因能防止植株水分流失,提高植株的抗旱性;100mMNacl盐胁迫下,野生型植株较早萎缩、枯死,根长和苗长增长率小于转基因植株,表明OsHSP17.8基因能提高植株的抗盐性。实验证明OsHSP17.8基因可提高植株的抗逆性。本研究的另一方面是关于锌指蛋白基因,锌指蛋白是目前研究最为深入的一类转录因子,在植物的生长发育调控中发挥重要作用。本研究克隆了水稻的一个锌指蛋白转录因子基因(OsZRL),通过构建OsZRL基因过量表达载体pHB-OsZRL和RNA干涉载体pHB-OsZRLi,利用农杆菌介导法转入野生型水稻品种日本晴,获得转基因阳性分化植株,并对OsZRL基因的功能进行分析。有一些过表达转基因小苗因根系不能正常发育而死亡,经定量分析这些转基因株系中OsZRL基因表达量显著高于野生型,初步表明锌指蛋白基因OsZRL与水稻根系发育有关。利用半定量PCR、定量PCR方法分析OsZRL基因RNA干涉转基因植株中该基因的表达水平,结果显示获得了OsZRL基因表达水平显著下调的转基因植株。与野生型相比,OsZRL转基因下调株系叶片变大,根系、茎秆更为发达,表明OsZRL的下调对水稻植株的生长有促进作用。OsZRL基因的表达模式和转基因幼苗表型显示OsZRL参与赤霉素、脱落酸信号途径。因此推测锌指蛋白OsZRL是受赤霉素、脱落酸调节的水稻生长发育负调控因子。综上所述,水稻小分子热激蛋白OsHSP17.8基因在水稻热、旱和盐胁迫应答中起了重要的作用,过表达OsHSP17.8基因可提高水稻的抗热、抗旱和抗盐能力;水稻锌指蛋白OsZRL基因在水稻的根系发育调控中具有重要的功能,是水稻生长发育的负调控因子。通过转基因技术分别将OsHSP17.8和OsZRL基因转入水稻,用作基因改良,为培育水稻新品种、改善田间性状奠定基础。