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水稻是我国重要的粮食作物，如何利用分子生物学手段提高水稻对化肥的利用率，实现高效增产的目的，一直是科研工作者不断追求的目标。利用Microarray技术分析水稻根在氮磷钾营养胁迫条件下基因表达差异，结果显示水稻中许多基因的表达在营养胁迫条件下发生改变，涉及多种代谢途径、信号转导及生长调控等过程，表明植物体内发生着一系列的变化以应对氮磷钾的胁迫。研究这些差异表达的基因，阐明它们的生物学功能及其参与植物营养代谢调控的分子机制具有重要意义。 开花是植物最重要的特性之一，在合适的时间开花对植物的结实和繁殖起着关键作用。植物开花调控在拟南芥中研究得比较透彻，主要有光周期途径，春化途径，赤霉素途径和自主开花途径，这四种途径综合外部生长环境条件和植物内在生理条件的变化，通过控制各自开花途径中的各种基因表达调控，共同影响开花整合因子，控制开花过程。水稻中存在与拟南芥中同源的OsGI-Hd1-Hd3a途径，还存在一条特异的由Ehd1调控的开花途径，这两条途径整合在一起，共同调控了水稻在长日照和短日照下的开花进程。另外，营养元素也是影响植物开花的重要因素，到目前为止，关于营养是如何影响植物开花时间的研究只在拟南芥中有少量报道。NRR基因是已经报道的与水稻氮磷营养相关的基因，在营养胁迫条件下，NRR的表达水平显著上调，通过RNA干扰技术获得NRR敲减植株，与野生型相比，该植株的根长显著增加，相反，NRRa过表达植株的根长显著减小。该基因编码产生两个可变剪接NRRa和NRRb，二者编码的蛋白的N端完全相同，区别仅在于NRRa蛋白的C端比NRRb多了一个CCT结构域。实验结果分析表明，CCT结构域的存在，导致NRRa和NRRb亚细胞定位的不同，NRRa定位在细胞膜和细胞核，而NRRb则只定位于细胞膜。水稻过表达NRRa会导致晚花现象，造成这一现象的原因是NRRa通过直接或间接调控降低了Heading date3a(Hd3a)和RICE FLOWERING LOCUS T1(RFT1)的表达水平，使开花信号的不足，进而导致开花迟滞，出现晚花的现象。综上所述，NRR在调控水稻生长发育过程中发挥着多重功能，了解该基因在水稻营养和开花途径中的调控功能，有助于揭示这两个调控途径之间的内在联系。 油菜素内脂(BRs)具有多羟基化甾醇结构，是一种固醇类植物激素，在植物的生长和发育中发挥着重要的作用。BR信号途径在拟南芥中已经研究得十分清楚，但是在水稻中BR信号转导相关组分还未被完全鉴定，仍然存在一些未知组分，尚未形成像拟南芥中那样完整的信号转导链。例如，BR信号在水稻中是如何调控，尤其是在受体水平上如何实现精细调控，目前还不十分清楚。OsPRA2是一个小G蛋白，当对水稻进行营养胁迫后再次补充营养时，该基因的表达下调。研究表明，该基因在BR信号途径中起着重要的负调控作用。通过叶夹角大小、胚芽鞘伸长及根的长度测量等实验发现OsPRA2敲减植株对外源施加BR的敏感性提高，相反地，OsPRA2过表达植株对外源施加BR的敏感性降低。进一步研究表明，OsPRA2能够抑制转录因子BRASSINAZOLE-RESISTANT1(OsBZR1)的去磷酸化，从而使其失去活性。更重要的是，OsPRA2能够与水稻的BR受体BRASSINOSTEROID-INSENSITWE1(OsBRI1)互作，二者共定位于细胞膜。另外，体外实验还表明OsPRA2能够抑制OsBRI1的自磷酸化。OsPRA2与OsBRI1的互作会导致OsBRI1与其共受体BRI1-ASSOCIATED RECEPTOR KINASE1(OsBAK1)的解离，从而破坏了OsBRI1介导的对OsBAK1的磷酸化作用。总之，这一发现不仅揭示了OsPRA2对OsBRI1和OsBZR1进行负调控的分子机制，而且进一步拓宽了人们对于水稻BR信号调控机制的认识与理解。 赤霉素(GAs)是一类属于四环双萜类化合物的植物激素，调控植物生长发育的各个方面，包括种子的萌发、茎的伸长、叶的伸展、花与种子的发育等。关于GA信号转导途径，目前最为广泛接受的是GA-GID1-DELLA-效应蛋白模型。随着研究的不断深入，被发现能与DELLA互作的效应蛋白越来越多，人们发现DELLA蛋白不仅是GA信号途径中重要的负调控因子，还参与GA信号与其它植物激素信号的交叉调控。最近研究表明SLR1能够通过整合水杨酸与茉莉酸信号参与调控水稻的天然免疫反应。GAMYB作为GA信号转导途径中下游的重要转录因子，能够响应GA信号并决定许多效应蛋白的表达，例如调控禾谷类种子糊粉层中α-淀粉酶的活性以及对花器官，尤其花药的发育具有重要作用的酶类的表达。 OsSSL基因之前被报道受盐胁迫的诱导，属于新的WD40亚家族成员。我们的研究结果证明OsSSL表达受GA和ABA信号调控，在种子的糊粉层和胚中特异表达，OsSSL在体外实验中可以与OsGAMYB结合，在灌浆后熟期，OsSSL过表达植株与突变体植株种子中α-淀粉酶活性都高于野生型。OsSSL还参与调控水稻的株高，其过表达与突变体均表现为矮化的表型，这一表型与OsGAMYB的过表达植株和突变体的表型是一致的。研究还发现，SLR1能够与OsWRKY45和OsWRKY72互作，而OsWRKY45和OsWRKY72能够结合到OsSSL的启动子区，调控该基因的表达。另外，通过对OsSSL过表达及突变体植株进行抗病性分析，发现OsSSL参与调控水稻对Xoo的抗性。综上所述，OsSSL可能与OsGAMYB存在某种联系，参与调控水稻株高及种子后熟过程中α-淀粉酶的活性，同时OsSSL的表达受SLR1与OsWRKY45和OsWRKY72的共同调控，参与调控水稻的免疫反应。