作为植物特有的转录因子,WOX(WUSCHEL-related homeobox)家族基因在双子叶模式植物拟南芥生长发育中的功能已经被研究得比较清楚,如它们参与早期胚胎的分化,干细胞的稳定和维持,原形成层、叶片和子房的发育等。近年来,在番茄、云杉、高粱、玉米等其他植物中的WOX家族基因功能的研究也陆续有了报道,并且研究发现这些基因同样参与了这些植物重要的生长发育过程。而作为世界上的最主要粮食作物同时又是单子叶的模式植物水稻,其WOX家族基因的功能研究相对比较少。本研究初步分析了水稻基因组中WOX家族基因在种子萌发、胚根、根、叶片等八个营养器官以及幼穗、花器官和胚乳等八个繁殖器官中的芯片谱表达数据,并结合实时荧光定量PCR和转基因实验进一步说明了WOX基因在水稻生长发育、激素应答及环境胁迫下的功能,揭示了WOX基因参与水稻生长发育的一些分子机理。所取得的主要结果如下:1.11个WOX基因在不同组织器官的芯片数据分析,表明了这些基因参与水稻生长发育的各个过程,同时也表明它们在水稻的整个生长发育过程中具有明显的组织器官特异性。2.实时荧光定量PCR和原位杂交实验进一步说明了OsWOX4、OsWOX5、OsWOX9A和OsWOX12B这四个基因参与了胚胎的发生和花器官的形成。3.生物信息学分析发现水稻WOX基因的启动子区段存在许多与生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸等植物激素相关的顺式作用元件;同时,实时荧光定量PCR实验结果也表明WOX基因在不同程度上受到激素和干旱、寒冷和盐胁迫等逆境处理的诱导表达。这些结果初步表明水稻中的WOX基因也可能参与对不同环境信号和植物激素的应答。4.OsWOX4的表达量受到抑制后,转基因植株的株高明显变矮、抽穗期剑叶片变的小而窄、幼穗和胚的发育均发生异常,这些结果和前面的表达分析数据一起表明该基因参与水稻生长发育的多个方面。5.通过酵母双杂交实验,我们筛选到了17个与WOX12A互作的蛋白,并分析了这些转录因子基因在水稻根部的表达模式。为深入研究OsWOX12A的功能提供了信息。由此可见,WOX基因在调控水稻生长发育过程中扮演着非常重要的角色,并且参与植物激素和非生物胁迫的应答。这些工作为我们进一步理解WOX基因在调控水稻发育、激素信号传导和非生物逆境的功能奠定了基础。