根系发育基因OsCYP2在水稻干旱应答反应中的功能研究

干旱胁迫时，植物根尖（根毛区至根冠）通过合成大量的ABA，调控根的生长发育，促进根系发达，从而促进根系的吸水与溢泌速率，保证根向地上部分的供水量。但迄今为止，干旱调节根生长发育的信号转导机制及信号转导的中间成分仍然不清楚。本项目以影响水稻侧根发育的OsCYP2基因的缺失突变体为材料，一方面采用膜片钳技术和相关的生理生化分析方法对该突变体根系中Ca2+、H2O2和pH值浓度变化进行测定，一方面采用分子生物学技术、激光共聚焦技术等，对OsCYP2及相关基因在不同处理条件下及在不同材料中的表达、OsCYP2蛋白的亚细胞定位和蛋白质互作等方面的研究。以期揭示，干旱调节根生长发育的信号转导机制，为研究根系构型对水稻抗旱作用的分子机制做好分子基础，对农业生产中的作物生长发育的调控具有重要的实践意义。

干旱是影响水稻生产的最主要的障碍因子，随着水资源的短缺，水稻抗旱机制的研究引起了学者们越来越多的关注。干旱胁迫时，植物根尖（根毛区至根冠）通过合成大量的ABA，调控根的生长发育，促进根系发达，从而促进根系的吸水与溢泌速率，保证根向地上部分的供水量。但迄今为止，干旱调节根生长发育的信号转导机制及信号转导的中间成分仍然不清楚。. 我们以影响侧根发育的基因OsCYP2突变体、RNAi和超表达为材料，研究了其在生长发育方面的差异，发现：OsCYP2基因表达量上升后可促使侧根数目增多、木质部伤流液含量增加，表现出抗旱增产的表型，而该基因表达量降低后侧根数目减少，抗旱能力降低产量有所降低；离体水稻的远红外和失水表型分析发现OsCYP2基因的超表达和RNAi材料与野生型相比差异不大，表明在干旱胁迫条件下OsCYP2基因对气孔开闭的影响不大； OsCYP2蛋白定位于细胞质中。该基因在植物多种组织中均有表达，且受多种非生物胁迫诱导。这些均暗示了ABA可能通过调控OsCYP2基因来促使根系的发育进而提升了水稻抗旱性和产量。这些结果更加丰富了对根系构型如何影响水稻抗旱作用的分子机制的认识