扩张蛋白是一类具有松弛细胞壁功能的多基因家族蛋白，研究表明它在植物整个发育进程中，如器官大小、形态建成、果实成熟及脱落等方面起着重要作用。然而，扩张蛋白对根的生长发育及其在抗旱中的作用机制研究很少。本实验以旱稻为材料，对扩张蛋白在旱稻根中的定位、表达特点及其在抗旱性中可能的作用机理进行了探讨。 本研究根据Gene Bank上登录的两个水稻根中表达的expansin基因OsEXP3、OsEXP5序列各设计一对引物，利用RT-PCR技术从四种抗旱性不同的旱稻IRAT109、旱稻毫格劳、旱稻297、旱稻2号的根系中成功克隆了这两个基因，此结果说明这两个基因在旱稻根中有表达。 通过Northern-blot技术对旱稻根OsEXP3，OsEXP5基因的表达特性进行了研究。结果表明：OsEXP3基因、OsEXP5基因在旱稻根生长的不同阶段mRNA表达量不同，其中OsEXP3基因在3天苗的幼根和20天苗的根中表达量较大，而在8天苗的根中表达量相对较小，且三种旱稻IRAT109、毫格劳、旱稻2号呈现出了同样的规律。旱稻IRAT109 OsEXP5在3天苗的幼根中表达量较大，而在8天苗的根中几乎不表达；将旱稻IRAT109 8天苗的根用50μmol／l的ABA溶液处理3hr后，OsEXP3和OsEXP5基因mRNA表达量较对照都有所增加；将三天苗的幼根干旱胁迫1hr，结果OsEXP3基因的mRNA表达量较对照明显增加，干旱胁迫后再复水表达量又基本回复到对照水平，且四种稻作呈现出相同的规律。OsEXP3基因在抗旱性不同的旱稻IRAT109、旱稻毫格劳、旱稻297和旱稻2号根中mRNA表达量不一样，在抗旱性最强的旱稻IRAT109和旱稻毫格劳中mRNA表达量最多，在抗旱性相对差的旱稻297中mRNA表达量较少，在抗旱性最差的旱稻2号中mRNA表达量最少。OsEXP5基因在三天苗的幼根受到干旱胁迫后，mRNA表达量没有明显变化，干旱后再复水表达量较对照反而减小，但8天苗的根受到干旱胁迫后表达明显。以上实验结果表明OsEXP3、OsEXP5基因参与了旱稻抗旱性的调控，而且是在干旱胁迫条件下旱稻根系生长的不同阶段起作用，其表达受到外界环境因子如干旱、激素ABA的调控。 为了进一步探讨扩张蛋白对旱稻根的可能作用机理，本实验通过蛋白免疫组化定位方法对扩张蛋白在旱稻根的表达部位作了鉴定，结果表明：扩张蛋白在主根伸长区的表皮细胞，外皮层细胞的细胞壁有大量表达，在内皮层细胞，围绕中柱鞘的细胞，及韧皮部和木质部细胞的细胞壁也有表达，在皮层薄壁细胞的细胞壁没有表达。在主根成熟区段，只在表皮和外皮层细胞的细胞壁有表达。不同于主根，侧根和不定根整个横切结构均有大量表达。这些结果一方面从蛋白水平上进一步表明扩张蛋白在旱稻根中有表达，同时说明扩张蛋白参与了旱稻根系的生长发育，而且更可能是促进了旱稻侧根、不定根的生长发育。 本实验利用扩张蛋白抗体及扩张蛋白的转基因烟草研究了扩张蛋白对根系的作用机制，结果表明扩张蛋白主要是促进了侧根、不定根的生长。 综上结果，扩张蛋白主要通过促进侧根与不定根的生长参与了旱稻抗旱性的调控，但其作用机理有待于进一步深入阐明。