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细胞分裂是植物生长和发育过程中的一个重要过程。其调节的分子机制包含了细胞周期蛋白(cyclin,CYC)、细胞周期蛋白依赖性激酶(cyclin dependent kinase,CDK)以及细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子(cyclin dependent kinase inhibitor,CKI)3种分子的相互作用,是一个非常复杂和精细的调节的过程。细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)是细胞周期调节的中心组分,对细胞周期起着核心的调控作用。细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)可以与细胞周期蛋白(cyclin)结合形成Cyclin-CDK复合物,使CDK的激酶活性被激活,从而调控细胞周期的正常运行。而细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂(CKI)能够在细胞周期适当的时间点上抑制CDK的活性,对细胞周期过程起负调控作用,从而影响到植物的生长和发育。在高等植物中,在时空上调控细胞分裂的进行对植物体的形态建成是必需的。而一些生物和非生物逆境在调控细胞周期进程中起到了十分重要的作用。迄今为止,对双子叶植物细胞周期调节基因的研究较多,而在单子叶模式植物水稻(Oryza sativa)中研究较少。本实验使用基因芯片分析了水稻培矮64s在低温、干旱、高温胁迫下不同生育时期、不同组织器官全基因组表达模式的基础上,筛选出一个新颖的受多逆境诱导的基因OsCKI(LOC_Os03g01740),通过查询NCBI蛋白数据库得知,该基因编码的蛋白质与小米、海枣及芜菁等编码的细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子 CKIs(cyclin-dependent protein kinase inhibitor)的同源基因。我们构建了OsCKl基因的过量表达载体、反向表达载体、GFP载体及启动子重组载体,通过农杆菌介导将这些嵌合基因转入水稻日本晴中,使得该基因在水稻再生植株中进行表达,从而对该基因的功能进行了初步研究。主要研究结果如下:(1)对OsCKI进行生物信息学分析发现,该基因cDNA长829bp,开放阅读框321bp,无内含子,编码106个氨基酸残基;蛋白质分子量为11.63kD,等电点约为9.09.(2)利用基因芯片、基因表达谱数据和实时荧光定量qRT-PCR分析OsCKI在不同逆境下的表达量,发现OsCKI基因受多种逆境的诱导,特别是在低温和干旱逆境的诱导下,说明该基因为一个多逆境诱导基因。(3)构建了 D-163+1300-OsCKI 过量表达载体、D-163+1300-OsCKI反向抑制表达载体、D-163+1300-OsCKI-GFP 载体以及pCAMBIA3301-OsCKI-Q启动子载体,通过农杆菌介导将这些基因转入水稻日本晴中,得到TO代正向过表达植株103株,反向抑制表达植株97株、以及GFP转基因植株17株,并对这些植株进行了转基因检测与鉴定。(4)亚细胞定位显示OsCKI基因定位于细胞核中,与生物信息学预测一致。(5)转录水平的检测:利用荧光定量qRT-PCR检测转基因株系的过表达量,与对照日本晴相比,转基因过表达三个株系表达量都明显上升且分别上调了 12.89、17.14、38.59倍,进一步说明我们获得的植株为阳性植株。