水稻（Oryza sativa L.）是世界重要的粮食作物之一,淡水资源的日益匮乏严重制约着水稻的生长和产量,威胁着世界的粮食安全。研究水稻的抗旱性的调控机制可为水稻抗旱遗传改良提供新的思路,同时有助于认识植物逆境应答与适应的分子机制。OsbZIP23和OsbZIP46是本室鉴定的参与干旱应答的重要bZIP类转录因子,两者虽高度同源且均为干旱逆境应答的正调控因子,但功能却不尽相同。OsbZIP46超表达后并没有出现同超表达OsbZIP23后类似的抗旱表型,但超表达去掉D结构域的组成型OsbZIP46CAI后抗旱表型十分明显。为了一进步深入研究bZIP蛋白调控干旱应答的分子机制,本研究围绕OsbZIP46的互作蛋白MODD和OsHUB2展开。MODD是OsbZIP46的互作蛋白之一,通过OsbZIP46的D结构域与OsbZIP46发生互作。MODD的表达量受ABA处理和干旱处理的诱导上升,超表达MODD后可以降低植株对ABA的敏感性和抗旱性,突变MODD后可以显著提高植株对ABA的敏感性和干旱的抗性,由此判断MODD是一个ABA信号传导和干旱应答的负调控因子。MODD具有转录抑制活性,可以显著抑制OsbZIP46的转录活性,负调控OsbZIP46靶基因的表达。通过对MODD的蛋白序列分析发现,MODD具有EAR结构域,可以与OsTPR3互作,招募OsTPR3-HDA702共抑制复合物负调控OsbZIP46靶基因的组蛋白乙酰化修饰,从而抑制OsbZIP46转录活性。另外,MODD还可以招募E3泛素连接酶OsPUB70,多泛素化OsbZIP46,促使OsbZIP46进入蛋白酶体途径发生降解,进而负调控OsbZIP46的蛋白稳定性。因此,MODD可以通过负调控OsbZIP46活性与稳定性参与ABA信号传导和干旱应答,在干旱后期或者恢复期消解逆境信号。OsHUB2是本研究的另一 OsbZIP46的互作蛋白,已被报道是具有组蛋白H2B单泛素化功能的E3泛素连接酶。OsHUB2的表达量受到ABA处理和干旱处理的诱导上升,超量表达OsHUB2可以显著提高水稻对ABA的敏感性和干旱的抗性,水稻植株突变OsHUB2后降低对ABA的敏感性和干旱的抗性,因此OsHUB2是一个ABA信号和干旱应答的正调控因子。超量表达OsHUB2可以提高部分OsbZIP46靶基因的组蛋白H2B单泛素化（H2Bub1）修饰水平,突变OsHUB2降低部分OsbZIP46靶基因的H2Bub1修饰水平。OsHUB2介导的H2Bub1修饰受到ABA处理和干旱处理的诱导,在中度干旱处理后H2Bub1修饰发生变化的基因大多是参与干旱应答的基因,并且约四分之一的基因是OsbZIP46的靶基因。同时,在研究中我们发现干旱胁迫过程中H2Bub1修饰存在动态变化,重度干旱胁迫条件下的H2Bub1修饰相对中度干旱胁迫条件而言有所下降。并且我们发现MODD对H2Bub1修饰也存在负调控,它可以招募具有组蛋白H2B去单泛素化酶活性的OsOTLD1。在原生质体中超表达OsOTLD1可以负调控OsbZIP46的转录活性且依赖于MODD,在原生质体中突变OsOTLD1后可以提高OsbZIP46靶基因的H2Bub1修饰,提高OsbZIP46靶基因的表达量。因此,在干旱胁迫过程中OsHUB2与MODD-OsOTLD1的共同作用造成了 H2Bub1动态修饰变化并精细调控着OsbZIP46的转录活性。根据研究结果,我们归纳总结了以OsbZIP46为核心的精细调控网络,包括初期的逆境信号级联扩大（SAPK类激酶磷酸化OsbZIP46、OsHUB2提高H2Bub1修饰水平）和后期的信号消减（MODD招募表观调控因子OsTPR3-HDA702和OsOTLD1负调控OsbZIP46转录活性、MODD招募OsPUB70负调控OsbZIP46稳定性）。这一精细调控机制为我们后续深入研究水稻抗逆的分子机制奠定了良好的基础,为水稻抗旱遗传改良提供了新的思路。