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干旱、冷害和盐碱等非生物逆境对于作物的产量和品质有着非常重要的影响。干旱是植物逆境最普遍的形式，在许多地区是农业发展的瓶颈。因而抗逆育种特别是抗旱育种一直受到重视。虽然有很多报道认为超量表达某些基因可以提高转基因植株的抗逆性，但真正用于大田实验或在作物中尝试的少之又少。本研究以最终获得用于水稻抗逆遗传改良的基因为目的，通过超量表达一些对逆境起核心调控作用的转录因子，系统地对这些转基因水稻在大田和温室环境中进行抗逆性分析和鉴定，初步鉴定出SNAC1和SNAC2等基因在抗逆遗传改良中的有效性，并对这两个基因进行了深入的功能研究和抗逆性机制探讨。主要结果如下：1．在载体pCAMBIA1301S(含double CaMV 35S启动子)，pCAMBIA1301A(含Actin1启动子)，pCAMBIA1301U(含Ubiquitinl启动子)和pCAMBIA1301H(含HVA1-like干旱诱导启动子)的基础上，构建了43个目标基因超量表达载体和1个诱导表达载体；在载体pHELLSGATE2的基础上，构建了32个目标基因的RNA干扰(RNAi)抑制表达载体。2．通过northern和Southern杂交对转基因植株进行了表达量的检测和转基因拷贝数的检测，结果表明大概有50％左右的植株为超量表达，30％左右的植株为单拷贝转基因插入。3．通过田间对苗期转基因水稻的干旱筛选，筛选出4个目标基因的转基因家系干旱敏感和5个目标基因的转基因家系表现为抗旱增强。4．通过田间对成株期转基因水稻的干旱筛选，筛选出4个目标基因的转基因部分家系抗旱性明显增强。综合抗旱筛选结果，详细鉴定了SNAC1的功能；同时对另外两个基因(SNAC2和T052)的功能进行初步分析。5．对SNAC1基因的表达谱分析，表明SNAC1受干旱、高盐、低温和ABA的诱导表达，并且在干旱条件下，SNAC1在保卫细胞特异诱导表达。6．酵母细胞中的反式激活和单杂交实验以及亚细胞定位结果表明SNAC1具有NAC(NAM，ATAF and CUC2)转录因子的特性，其中241-271位的氨基酸序列对于SNAC1具有转录激活功能是必不可少的，同时SNAC1能结合具有CACG和CATGTG核心序列(类似于拟南芥中鉴定的NACRS序列)的顺式作用元件，并促进报告基因的表达。7．SNAC1超量表达转基因植株在成株期和苗期的抗旱性明显增强。特别是在重度干旱条件下，野生型植株的结实率低于5％，而转基因水稻的结实率在20％以上。但是转基因与野生型植株的表型没有任何差异。8．扫描电镜观察结果表明转基因植株的气孔关闭数要显著高于野生型植株；在干旱过程中，转基因植株丧失水分的速率要慢于野生型，具有更低的临界相对含水量。9．无论是个体水平还是细胞水平，SNAC1的超量表达能提高转基因水稻的耐盐性。10．SNAC1的超量表达引起转基因水稻植株的ABA敏感性。11．SNAC1超量表达的转基因水稻植株进行基因表达谱分析，发现有很多与气孔运动、渗透调节、细胞膜稳定性、脱毒作用等相关的基因都上升表达。12．T052基因(编码MYB类转录因子)也受非生物逆境的诱导表达，但在水稻和早稻之间存在表达量的差异；与GFP的融合基因的表达谱分析表明T052也在保卫细胞中表达。13．SNAC1蛋白与T052启动子的互作，它们在保卫细胞的表达模式以及SNAC1转基因植株的基因表达谱分析等结果表明T052可能是SNAC1的下游调控基因，SNAC1和T052在调控气孔关闭中可能起着重要作用。14．SNAC2也具有转录激活、DNA结合和定位在细胞核等转录因子所通常具有的特性。它不仅受非生物逆境(干旱、高盐、低温和ABA)的诱导表达，同时还受JA和伤害的诱导表达。15．SNAC2在水稻中超量表达或诱导表达后能提高转基因植株的耐盐性和耐冷性，同时也大大提高了对ABA的敏感性。16．考虑到SNAC1的潜在应用价值，本研究进一步构建了两个应用型的遗传转化载体pSMDP01和pSMDP01。载体中将SNAC1作为筛选标记基因，利用具有双向诱导活性的启动子OCPI1P来驱动筛选标记基因和抗逆基因(或同时控制多个抗逆基因)的同时表达。