摘要
水稻（Oryza sativa L.）是全球第一大粮食作物。水稻生产对淡水资源需求巨大，极易遭受旱灾，导致大面积减产。解析抗旱分子机制，发掘抗旱基因资源，培育抗旱水稻品种，对保障粮食安全具有重要意义。 课题组前期通过比较基因组学挖掘陆稻生态型分化基因OsDTRF1,该基因是bHLH家族成员，在陆稻群体中受到选择，该基因位于多个抗旱QTL区域，并受干旱诱导表达。本论文在前期研究基础上，对OsDTRF1基因进行抗旱功能验证，并对该基因介导的下游分子调控机制进行了初步解析，主要结果如下: 1、OsDTRF1在根和叶鞘中高表达，并在叶片中受干旱和缺铁胁迫诱导表达。OsDTRF1蛋白在细胞核和细胞质中均有定位，与典型转录因子核定位不同，需要其它蛋白辅助进核发挥功能。OsDTRF1蛋白不能识别并结合E-box、G-box顺式元件，但OsDTRF1具有转录激活活性。 2、过表达转基因植株和CRISPR/Cas9基因敲除突变体抗旱表型评价显示，OsDTRF1促进了水稻对干旱胁迫和缺铁胁迫的耐受性。 3、利用转录组测序技术，对OsDTRF1基因下游调控通路进行了深入研究发现,OsDTRF1通过调控茉莉酸等激素信号、铁离子吸收与转运等通路响应干旱胁迫。 4、通过DNA亲和纯化测序进一步验证了 OsDTRF1没有DNA结合活性，可能是通过互作蛋白介导并识别靶基因，进而调控下游基因的表达来发挥功能。 本研究证明了铁素平衡参与水稻抗旱应答的新观点，同时为水稻抗旱种质创新及抗旱分子育种提供理论基础和新基因资源。
NETL