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水稻是重要的粮食作物之一,世界上有近一半的人口,都以水稻为主食。非生物逆境胁迫(如盐、干旱、低温等)严重影响水稻的生长发育及其产量和品质。因此,研究植物非生物逆境胁迫响应的分子机制,对提高植物的非生物逆境耐性,保证植物正常的生长发育,并实现农作物稳产显得非常重要。本研究初步分析了一个水稻中A20/AN1型锌指蛋白ZFP157以及一个AWPM-19家族蛋白OsPM19L1在非生物胁迫响应中的功能。主要研究结果如下:1.通过qRT-PCR及ZFP157启动子转基因植株GUS染色方法分析ZFP157基因在水稻组织中表达。结果表明,ZFP157在水稻各个组织中均有表达,在茎、节、叶片、叶鞘及幼穗中表达量相对较高,而在根中ZFP157表达量相对较低。ZFP157的表达受氧化胁迫(10μMMethylviologen,MV)、渗透胁迫(20%PEG6000)、高温胁迫(42℃)的诱导,受盐胁迫(100mMNaCl)的负调控,对ABA处理(50μM)不敏感。亚细胞定位结果显示,ZFP157定位于细胞质中。在酵母体内,ZFP157不具有转录激活活性。利用酵母双杂交系统筛选高盐诱导cDNA表达文库,获得了 2个可以与ZFP157互作的蛋白:ZFP157YH1和ZFP157YH2。通过蛋白序列BLAST同源比对以及蛋白二级结构域分析鉴定:ZFP157YH1是一种含有RING环结构域的锌指蛋白,可能是一个E3泛素连接酶;ZFP157YH2是一种含有1个UBQ、1个UBA以及4个STI1结构域的RAD23泛素蛋白。酵母体内互作分析确证ZFP157能与这两个蛋白互作。qPCR研究表明ZFP157YH1和ZFP157YH2基因的表达也与非生物胁迫相关,盐处理下两个基因的表达水平有所下降,与ZFP157基因的表达类似。GSTPull-down体外互作分析结果显示ZFP157还能与另一种泛素蛋白AIP1互作。体外E3活性分析结果表明ZFP157具有E3泛素连接酶活性。推测,ZFP157可能是作为E3泛素连接酶参与植物泛素-蛋白酶体途径,调控非生物胁迫相关因子的活性,调节植物的生长发育并响应非生物胁迫。构建了 ZFP157过量表达和CRISPR/Cas9定点突变的转基因载体,目前已经获得了 ZFP157基因过量表达和CRISPR/Cas9定点突变的水稻转基因植株T0代。2.通过qRT-PCR分析OsPM19L1基因在水稻组织中表达特性发现,OsPM19L1在水稻各个组织中均有表达,在叶鞘和幼穗中的表达量显著高于其他组织,并且随着穗发育,表达量逐渐下降。OsPM19L1的表达量受到ABA处理(50 μM)、渗透胁迫(20%PEG)及盐胁迫(100 mM NaCl)的极显著诱导,低温胁迫(4℃)的诱导相对不明显。亚细胞定位结果显示OsPM19L1定位于细胞膜系统。水稻ABI5-Like1(ABL1)突变体abl1植株在不同胁迫处理下OsPM19L1基因的表达特性分析结果显示,OsPM19L1在abl1植株中表达量较野生型植株中显著升高,这一结果表明ABL1对OsPM19L1基因表达具有负调控作用。推测OsPM19L1基因可能是通过依赖ABA信号途径响应环境胁迫信号,从而参与水稻的非生物胁迫响应。