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一氧化氮(Nitric oxide,NO)是一种带自由基性质的气态激素,具有高度反应活性和膜透性。植物不仅对外源NO作出反应,而且能自身合成NO。近年来的研究发现,NO在植物生长、发育及胁迫响应中发挥重要作用。基于高通量DNA芯片技术的基因表达谱分析已被广泛应用于植物生长、发育和胁迫响应机制研究中,并取得了重大进展。然而,NO处理下水稻全基因组差异基因的表达谱分析未见报道。本研究采用水稻全基因组cDNA微阵列(Agilent rice oligo microarray,4×44k),对NO处理后1(T1)、6(T6)和12 h(T12)水稻幼苗叶片全基因组基因的表达谱进行了分析。结果表明,在任1个时间点有3倍或以上表达变化的基因有3852个,在3个时间点中至少两个时间点有3倍或以上表达变化的NO响应基因1195个。基因功能分析和代谢通路分析表明,NO响应基因主要参与了胁迫响应、氧化还原、次级代谢、生物合成等生理过程。实时荧光定量PCR验证结果与芯片杂交结果基本一致,印证了芯片杂交结果的有效性。该研究为阐明NO在植物生理过程中的作用机制提供了理论依据。NO信号分子与WRKY转录因子均参与植物抗逆、发育与代谢等许多生理过程。为了探讨NO信号是否参与WRKY蛋白介导的生理调节功能,本研究另对NO处理下水稻WRKY基因家族的表达谱作了系统分析。鉴定出在1个时间点有两倍或以上表达变化的差异表达的WRKY基因32个,主要分布在WRKY的I和II组,其中75%的IIa和45.6%的IId亚组成员为差异表达基因。鉴定出3个时间点至少在2个时间点有两倍或以上表达变化的NO响应的WRKY基因15个,均为早期(1 h)应答,且多数(64.2%)持续上调。基因功能预测分析表明,NO响应的WRKY基因主要参与生物学过程中的代谢过程、刺激响应和细胞过程,以及分子功能中的转录调节活性和结合。代谢通路分析表明,WRKY24参与植物与病原菌互作代谢通路。上述发现提示,NO信号可能参与了WRKY转录因子介导的生物学调控功能,并为下一步这些WRKY基因的功能分析奠定了基础。