摘要
干旱对水稻的生长发育和产量有巨大影响。由于全球气候变暖，导致干旱加剧，造成严重的水稻产量减产损失，将严重影响农业可持续发展和粮食安全。因此，研究水稻响应干旱胁迫的分子机制，通过遗传改良培育节水抗旱的水稻新品种具有重要意义。 本课题对水稻DnaJ蛋白家族的功能进行研究。基因芯片数据分析表明该家族基因受到高温、干旱、盐碱等逆境胁迫的诱导表达。此外，启动子分析显示其含有与非生物胁迫响应相关顺式元件，说明DnaJ蛋白家族可能参与水稻响应非生物胁迫。本研究选择水稻DnaJ蛋白家族基因OsDjB4，在水稻响应干旱胁迫中的功能进行了研究，结果如下: OsDjB4含有一个DnaJ结构域，启动子分析表明其含有许多干旱胁迫相关的顺式元件。组织表达模式分析表明OsDjB4在水稻叶片中的表达量较高，并受到干旱胁迫、氧化胁迫的诱导表达。通过对OsDjB4转基因植株在萌发后期及三叶期的抗旱性分析表明，与WT相比，osdjb4敲除突变植株具有更强的干旱胁迫耐受性，而OsDjB4-OE植株的干旱胁迫耐受性降低，说明OsDjB4负调控水稻抗旱性。进一步研究表明，OsDjB4参与抗旱不依赖ABA信号通路而是通过ROS清除酶系统调控ROS稳态。另一方面，OsDjB4具有分子伴侣活性，与OscHsp70-7构成分子伴侣系统。通过对OscHsp70-7转基因植株的抗旱性进行分析表明，oschsp70-7敲除突变植株具有更强的干旱胁迫耐受性，说明OsDjB4与OscHsp70-7构成分子伴侣系统负调控水稻抗旱性。本研究有助于深入了解水稻DnaJ蛋白家族的生物学功能，及其参与水稻非生物胁迫和生长发育过程的机制。
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