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磷脂酶D(PLD)，可水解磷脂产生磷脂酸(PA)和一个自由的头部基团。PLD广泛存在于各种高等植物中，在拟南芥和水稻中都存在庞大的PLD家族。从水稻cDNA数据库KOME中预测为OsPLD的15个成员，均含有典型的PLD结构域--两个HKD结构域和一个“IYIENQFF”基序。对这15个OsPLD比对分析，总体划分为两个大类，C2类OsPLD和PH-PX类OsPLD，与拟南芥中的AtPLD的分类结果趋于一致。利用microarray技术对3叶期野生型日本晴水稻在营养缺乏的条件下培养后的基因表达情况进行分析发现，在水稻诸多的PLD中，OsPLD3和OsPLD4在营养缺乏1h后的表达上调2倍以上。本文以OsPLD3和OsPLD4为研究对象，欲揭示它们在水稻根组织营养吸收中的作用。首先，以野生型水稻进行营养缺乏实验得到如下结果：将生长在完全营养条件下的3叶期水稻幼苗转移到不同营养元素缺乏条件下，OsPLD3和OsPLD4的表达在1h升高之后不久回复到基础水平，这与microarray结果一致；水稻幼苗长期在N营养缺乏条件下生长，根组织OsPLD3和OsPLD4的表达不变直到2叶期时表达降低。OsPLD3和OsPLD4受到损伤和MeJA的诱导，显示不同的表达强度和持续时间。对启动子融合GUS报告基因的转基因植株的组织化学染色和对花期的野生型水稻的RT-PCR检测表明：OsPLD3和OsPLD4在胚芽鞘和幼苗的根部表达强烈；OsPLD3在花颖壳中表达较高，OsPLD4在雄蕊的药隔维管束中特异表达；OsPLD3和OsPLD4在花期各个部分的表达也不相同，OsPLD4主要在根部表达，而OsPLD3则在穗中有强烈表达。这些表达方式的异同印证了在启动子区与花器官相关的顺式元件的不同，因而OsPLD3和OsPLD4受到相似但不相同的调节。另外，本项研究利用反向遗传学技术，获得了OsPLD3和OsPLD4基因的过量表达和表达干涉的转基因水稻，对生长于田间的这些转基因水稻进行观察没有发现有明显的表型上的改变，除了可能会造成基因家族沉默的两个转基因株系表现为矮化和迟穗。在实验室中鉴定了OsPLD4的部分转基因植株，获得了OsPLD4的过量表达的株系和表达降低的株系，为该基因体内生物功能和时空表达的深入研究打下基础。