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时至今日,随着人口的增加,人均可耕种土地面积越来越少,粮食问题日益严峻。与此同时,非生物胁迫和生物胁迫对粮食作物造成的危害也越来越严重。因而,分离克隆植物抗逆相关基因、培育抗逆作物品种,越来越受到农业科学家的重视。水稻和拟南芥是植物界的模式生物,研究水稻、拟南芥的抗逆途径对培育抗逆农作物新品种具有重要意义。 通过基因芯片和生物信息学分析,从水稻和拟南芥中分别分离了两个含有DUF1644家族保守结构域的基因:OsSIDP409(Stress induced DUF1644 Protein409)和At1g15430。本论文对这两个基因的功能进行了研究,加深了对植物抗逆的分子机制的认识,为水稻抗逆分子育种提供具有应用潜力的基因。 主要的研究内容及结果包括: OsSIDP409编码的蛋白由360个氨基酸组成,包含一段RING/FYVE/PHD型锌指结构域(位于第140-159位氨基酸残基)和一段富含半胱氨酸的未知功能的DUF1644结构域(位于第63-226位氨基酸残基)。超量表达OsSIDP409基因的水稻植株在幼苗期模拟干旱胁迫处理,幼苗鲜重明显低于野生型幼苗,根长和株高均也低于野生型,所以,OsSIDP409基因增加水稻植株对干旱敏感性。转基因植株ABA敏感性实验结果表明,过表达OsSIDP409基因水稻幼苗的ABA敏感性明显下降,提示了OsSIDP409基因有可能负调控着水稻对ABA信号的响应。将目的基因导入拟南芥,T3代纯合体干旱胁迫实验结果表明:OsSIDP409基因增加拟南芥对干旱敏感性。 At1g15430基因是拟南芥DUF1644基因家族的成员之一,含有2个DUF1644结构域(分别位于第49-102位氨基酸残基;第101-187位氨基酸残基);编码一个由259个氨基酸组成的蛋白。Genevestigator数据库显示它在受到干旱、高盐和冷害等非生物胁迫时诱导表达。为了研究该基因的功能,构建了该基因的转基因表达载体,并获得了相应的转基因水稻植株。对转基因水稻幼苗进行了耐盐性分析,发现转At1g15430基因水稻植株下调OsSNAC1、OsbZIP23、OsLea3和OsP5CS基因的表达,暗示At1g15430可能负调控水稻高盐耐受性。