摘要
盐胁迫是制约植物生长发育和全球粮食产量的重要因素。作为世界上最重要的粮食作物之一，水稻的高产和稳产对世界粮食安全具有重要意义。随着植物发育和逆境生理研究的不断深入，许多调控因子被发现既可以参加植物发育过程，也参与逆境胁迫响应。拟南芥R2R3MYB转录因子FOURLIPS(FLP)参与气孔发育后期决定保卫细胞形成的对称分裂，也在响应干旱和盐胁迫应答中发挥功能。前期研究表明OsFLP可以调控水稻气孔发育中保卫细胞母细胞(GuardMotherCell，GMC)对称分裂的方向，但其发挥作用的具体机制和蛋白的其它功能还未得到完整的阐释。本研究旨在解析R2R3MYB转录因子OsFLP在水稻盐胁迫响应中的功能，并对其下游直接调控的靶基因和作用机制进行探究。 本实验室前期工作中，在水稻里找到了拟南芥FLP的同源蛋白OsFLP，并获得了osflp-1突变体、pOsFLP∷gOsFLP-MYCosflp-1互补株系和OsFLP-OE过表达植物材料。本研究在此基础上，对OsFLP参与水稻盐胁迫的功能和机制进行了探究。盐胁迫下osflp-1突变体的存活率和叶绿素含量显著降低，在过表达OsFLP的植株中显著增高，即OsFLP可以提高水稻的耐盐性。对生理指标进行测定发现，osflp-1中MDA含量、Na+/K+显著高于野生型，可溶性糖含量显著低于野生型;在过表达OsFLP的水稻中则相反，说明OsFLP在盐胁迫下维持质膜的稳定性和渗透平衡上有重要作用。盐胁迫下osflp-1突变体中超氧化物歧化酶(SuperoxideDismutase，SOD)、过氧化物酶(Peroxidase，POD)和过氧化氢酶(Catalase，CAT)的活性更低，活性氧(ReactiveOxygenSpecies，ROS)含量更高;而在OsFLP过表达的水稻中抗氧化酶的活性更高，活性氧含量更低，说明OsFLP对盐胁迫下水稻的抗氧化能力有重要的调节作用。此外，RT-qPCR发现盐胁迫下一些盐诱导基因如OsRab16A、OsNAC5、OsDREB2A和OsDREB1F的表达也与OsFLP的表达相关，说明OsFLP可以通过影响盐胁迫基因的表达参与盐胁迫响应。 RT-qPCR实验表明，osflp-1突变体中OsCDKB1;1的表达量显著升高，暗示着OsFLP能调控OsCDKB1;1的表达，进一步的酵母单杂交实验和凝胶迁移实验表明，OsFLP可以直接结合OsCDKB1;1启动子上的两个特定位点:-125(TTCCC)和-78(ATCCC)。此外，下调OsCDKB1;1的表达使水稻更耐盐，而过表达OsCDKB1;1使水稻对盐更敏感。这说明OsFLP通过直接抑制OsCDKB1;1的转录参与盐胁迫应答。 我们通过转录组测序获得了在野生型ZH11和osflp-1突变体中差异表达的757个基因，其中多个基因与抗氧化活性相关。对其中几个PRX基因进行了定量分析，发现它们的相对表达量在osflp-1突变体中显著降低，同时POD和CAT相关基因的表达量在osflp-1突变体中也显著降低，这说明OsFLP可能通过抑制抗氧化活性相关基因的转录参与盐胁迫调控。 综上所述，本研究对水稻OsFLP参与水稻盐胁迫的功能进行了分析，证明OsFLP可以通过调节盐胁迫下水稻的渗透平衡、离子平衡和质膜稳定性来响应盐胁迫。阐明了OsFLP通过抑制OsCDKB1;1的转录参与水稻盐胁迫的作用机制，并提供了可能的与抗氧化活性相关的其它下游靶基因，拓宽了OsFLP的调控网络，丰富了对R2R3MYB转录因子的认知，为进一步解释水稻耐盐机制提供了新的理论基础，对粮食安全、分子育种和农业生产都具有重要意义。
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