铁（Fe）是植物各种代谢过程所需的关键微量营养元素之一,但在土壤中它主要以不溶性氢氧化物和氧化物的形式存在,尤其是在中性至碱性土壤中常因其有效性低造成植物缺铁。因此,研究植物的铁吸收调控机制从而提高植物对土壤中铁元素的吸收利用效率是一个植物营养的重要课题。前期本实验室发现水稻b HLH型转录因子OsbHLH156是一个缺铁响应的关键转录因子,OsbHLH156基因在根中受缺铁信号强烈诱导,转录组测序结果表明,osbhlh156突变体中绝大多数机制II缺铁响应基因的转录激活被抑制。但是,OsbHLH156的上游调控网络尚不明确。本研究利用OsbHLH156启动子序列,通过酵母单杂交试验,对包含1588个水稻转录因子的酵母文库进行了筛选,通过酵母单杂交一对一和双荧光素酶报告基因的实验验证,获得了一个与OsbHLH156启动子结合的转录因子OsEIL3（Ethylene Insensitive 3-like 3）。亚细胞定位显示OsEIL3定位于细胞核,组织表达分析显示OsEIL3在根中表达量最高,并且在根部受缺铁诱导表达,说明OsEIL3与OsbHLH156的时空表达模式一致。系统进化分析发现,OsEIL3所在的EIN3/EILs转录因子家族在水稻中共有6个同源蛋白。亚细胞定位显示OsEIL1、OsEIL2、OsEIL3、OsEIL4、OsEIL5均定位于细胞核,而OsEIL6不定位在细胞核中。组织表达分析发现OsEIL1、OsEIL2、OsEIL3和OsEIL4在根中表达量最高,而OsEIL5和OsEIL6在节间的表达量最高。上述6个EIN3/EILs基因中,OsEIL1、OsEIL2和OsEIL3表达量相对较高,而OsEIL4、OsEIL5和OsEIL6表达量相对较低。OsEIL2和OsEIL3在根部的表达受缺铁诱导。通过CRISPR/CAS9基因编辑的方法,创制了oseil3的突变体材料,并在不同供铁与乙烯处理条件下观察了oseil3突变体的缺铁表型。结果表明,在缺铁条件下oseil3突变体相比野生型叶片失绿更加严重。缺铁条件下外源添加乙烯可以部分回复野生型水稻的缺铁症状,但此回复效应在oseil3突变体中减弱。并且,缺铁与外源添加乙烯均会诱导OsEIL3和OsbHLH156表达上调。转录组测序发现,oseil3突变体与野生型之间的差异基因数量在缺铁条件下远多于供铁条件,同时大部分缺铁响应基因在缺铁条件下的表达量较野生型均有不同程度降低。以上实验结果说明OsEIL3功能缺失一定程度上抑制了缺铁信号对缺铁响应基因的诱导。综上所述,本研究发现OsEIL3通过OsbHLH156调控了水稻缺铁响应。研究结果丰富了水稻缺铁响应的核心转录因子OsbHLH156的上游调控网络,为水稻耐缺铁和富铁分子设计育种提供理论依据。