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水稻是最主要的粮食作物之一,全世界有半数人将水稻作为主食,水稻也是中国大多数人的主食。但近年土地盐碱化、淡水资源不足、水土流失等问题频发,如何提高水稻的抗逆性,使其能在环境胁迫下正常生长已经是一个重要课题。我们发现了一个水稻中的磷酸酶PHO,能够与活性氧清除关键酶CatC相互作用,猜测它可能能够通过调节CatC的磷酸化状态影响水稻的耐逆性。为了更进一步研究PHO参与水稻逆境响应的分子机制,我们开展一系列的生理生化实验,具体研究结果如下:（1）为了确定PHO表达模式,将pCAMBIA 1390-GFP-PHO载体转入水稻原生质体并进行瞬时表达,用激光共聚焦显微镜观察荧光分布后发现PHO主要在细胞质内表达,其精细亚细胞定位需通过细胞组分分离进一步确定。同时利用荧光定量PCR的技术分析了水稻中的PHO基因在盐、干旱和过氧化氢胁迫处理的表达量变化,发现它在这三种非生物胁迫下表达水平都有上调,说明PHO的表达受到非生物胁迫的诱导,推测其可能在水稻逆境胁迫中发挥功能。（2）利用酵母双杂交法验证了PHO与水稻中的CatA、CatB和CatC三个CAT家族成员都有互作,且与CatB的互作最强。此外,还发现PHO是与CatC的催化结构域相互作用,而且与模拟磷酸化的CatC互作强度明显高于正常状态下的CatC,表明PHO特异性的识别磷酸化状态的CatC,是CatC去磷酸化调控的重要组成部分。（3）为了验证PHO能否将CatC去磷酸化,将水稻体内免疫沉淀（IP）下的CatC和原核表达纯化的PHO进行体外去磷酸化反应,发现PHO可能是Ca2+依赖型的磷酸酶,且经PHO处理后的CatC丝氨酸磷酸化水平显著降低,说明PHO主要将CatC的丝氨酸残基去磷酸化。进一步分析去磷酸化前后的酶活性发现,经PHO去磷酸化后的CatC酶活性降低,表明PHO能够通过调节CatC磷酸化状态影响后者的活性来响应逆境胁迫。（4）为了验证PHO在逆境响应中的功能,我们构建了PHO的双元表达载体和CRISPR/Cas9的基因编辑载体,通过农杆菌浸染转化法转入野生型水稻并成功得到了PHO过表达的阳性植株和杂合的基因敲除突变体,对获得的过表达株系进行盐胁迫处理发现,PHO过表达后水稻的耐盐性降低,与前期预测一致,初步证明PHO通过调节CatC的活性来参与水稻的盐胁迫响应。综上所述,本研究发现并验证了一个可以将CatC去磷酸化的磷酸酶PHO,PHO能够和CatC相互作用并且将CatC去磷酸化。酶活性分析发现被PHO去磷酸化后的CatC酶活性降低,说明PHO可以通过调控CatC的磷酸化状态来调节后者的酶活性,进而调节植物的逆境响应。迄今为止,PHO是植物中鉴定到的第一个能将CatC去磷酸化的磷酸酶,是CatC磷酸化状态调节中的重要一环,具有十分重要的科学价值。通过构建PHO过表达植株并分析其盐胁迫下表型发现,过表达PHO降低了水稻的耐盐性,说明PHO负调控水稻耐盐性,可通过基因敲除的方式可用于耐盐性水稻品种的遗传改良。