水稻是全世界最重要的粮食作物之一。干旱和高盐等非生物逆境对于作物的产量和品质都有重要的影响。水稻种植的大量需水和我国水资源的严重缺乏之间的矛盾,已成为制约我国农业生产发展的瓶颈。因此抗旱育种,利用基因工程改造水稻的抗逆性意义重大。深入了解植物的抗逆机制,并应用抗逆应答过程中的重要基因,可以改良植物的抗逆性。本研究对水稻干旱处理芯片中得到的抗逆相关候选基因的功能进行了研究。通过对8个候选基因的表达谱分析,及其转基因超表达植株的抗逆性鉴定,筛选出对水稻抗逆改良有作用的OsSKIPa,并对其进行了深入的功能研究。研究的主要结果如下:1.对8个抗逆相关候选基因构建了超表达、抑制表达等遗传转化载体,并转化粳稻品种中花11。2.分析了候选基因在不同的非生物逆境处理下的表达量变化。它们不同程度的受到多种逆境的诱导上升表达。3.通过对转基因植株的苗期抗盐筛选和成株期抗旱筛选,发现3个基因对增强水稻的抗逆性有贡献。OsSKIPa超量表达转基因植株的抗逆性明显提高,将其作为本实验的研究重点。4.SKIP基因存在于所有真核生物中。虽然基因结构存在多样性,但蛋白结构非常保守,SKIP具有保守的SNW结构域和另外4个结构域、2个模体,且它的进化与物种的进化相一致。5.OsSKIPa在各组织器官组成型表达,在分生组织等细胞活力旺盛的区域表达量较高。受干旱、高盐、低温、机械损伤等非生物逆境,及ABA、水杨酸、茉莉酸、乙烯俐等逆境相关激素的诱导上升表达。6.OsSKIPa可以互补酿酒酵母同源基因PRP45的缺失突变,挽救其致死的表型,因此OsSKIPa可能参与了pre-mRNA的剪接过程。7.OsSKIPa抑制表达转基因植株发芽率降低,全生育期生长受抑制,各项生长指标均显著低于野生型对照。从细胞水平分析,发现OsSKIPa抑制表达转基因植株的分生组织细胞活力明显下降。8.OsSKIPa超量表达转基因植株苗期对ABA、高盐、高渗等胁迫抗性显著增强。细胞形态观察发现,在逆境胁迫后对照植株细胞趋于死亡时,OsSKIPa超量表达转基因植株的细胞仍可以维持旺盛的活力。9.OsSKIPa超量表达转基因植株苗期和成株期对不同程度的干旱胁迫都表现出显著的抗性增强。通过对SOD比活力和MDA含量的测定,发现OsSKIPa超量表达可以提高转基因水稻对ROS的清除能力。干旱胁迫后,OsSKIPa超量表达转基因植株中一些抗逆相关基因的表达量上升显著高于相同处理条件下的野生型对照。10.在OsSKIPa超表达和抑制表达转基因植株中都有大量基因的表达发生了变化,这种变化主要是由于RNA转录速率的变化引起的。这些基因主要可以分为三类:参与刺激响应的基因(包括对生物胁迫、非生物胁迫和内源刺激的响应)、新陈代谢类的基因、细胞通讯类的基因。其中很多都可以被旱、盐、冷等逆境诱导,并且它们的启动子中具有多种ABA和逆境相关的顺式元件被富集。11.OsSKIPa可以和35个不同类型的蛋白质互作,参与调控多种信号途径。大部分OsSKIPa互作蛋白受一种或多种逆境胁迫诱导表达。12.RAMY在不同的水稻品种中存在不同的等位基因。RAMY1受多种逆境诱导上升表达,超量表达RAMY1引起转基因水稻的根系卷曲。