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干旱、高盐、低温等逆境胁迫严重地影响了作物的产量和地理分布。为更好地提高作物的耐逆性并稳定粮食产量，筛选耐逆基因并将其应用到作物育种中成了一种重要的策略。为发掘新的水稻耐逆候选基因，我们采用Affymetrix水稻表达芯片(含51279个转录本)分析了培矮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水平的表达模式，发现水稻中一些受多逆境诱导表达量显著升高或降低的基因。OsMSR2(Oryza sativaL．Multi-Stress Responsivegene2)即为其中一个受低温、高温、干旱同时诱导表达的耐逆候选基因。定量实时PCR分析进一步证实了此基因在逆境条件下的诱导表达模式，所得结果与芯片基本吻合，进一步证实OsMSR2基因为多逆境诱导表达基因。
OsMSR2基因位于水稻第1号染色体上，无内含子，全长cDNA为982bp，包含一个编码151个氨基酸的开放阅读框。该蛋白质的分子量为16.46KD，等电点为3.94。序列分析发现该蛋白含有3个EF-hand结构域。序列比对及进化分析显示，OsMSR2与水稻类钙调素的进化距离较近。利用原核表达技术获得重组蛋白并通过SDS-PAGE凝胶电泳证实OsMSR2蛋白能够结合Ca2+。利用基因枪技术将载体OsMSR2-GFP转化洋葱表皮细胞，发现OsMSR2::GFP荧光蛋白定位于细胞质中。转基因水稻GUS染色结果显示，GUS信号主要在根、茎节、叶节、穗基部、叶片、苗，在种子、茎、花药中无表达。在拟南芥中表达OsMSR2能够显著增加转基因拟南芥的耐盐性、耐旱性并且伴随着逆境/ABA响应基因表达量变化。同时，转基因拟南芥在萌发及萌发后表现出对ABA的超敏感性。另外，在水稻中过量表达OsMSR2，转基因水稻的耐盐性较野生型对照也明显增强。
综上所述，本研究克隆了OsMSR2基因，并对其分子生物学特性及功能进行了分析。过量表达OsMSR2分别提高了转基因拟南芥和转基因水稻的耐逆性，为利用基因工程方法改良作物的耐逆性提供了优良的候选基因。