非生物胁迫是影响植物生长发育和产量的重要环境因素，而其中又以干旱、盐渍和低温的影响最为严重。植物是如何感受并识别逆境信号，传递逆境信息，激活一系列信号分子并调控相关基因的表达及生理生化反应以维持其正常的生长发育，即植物细胞信号转导问题，现已成为生命科学研究的热点。在真核生物中，蛋白质的“可逆磷酸化”作为一项普遍而重要的调控机制，几乎参与调控着生命活动的每个过程，细胞的生长和分化、基因复制和转录调控、蛋白质的修饰和代谢调控、分子识别和信号转导等都与蛋白质的可逆磷酸化密切相关。随着蛋白酪氨酸磷酸酶在高等植物中的发现，它们的功能也受到了科学家的重视。生化和遗传分子生物学的研究表明，蛋白酪氨酸磷酸酶通过调节可逆磷酸化过程，在植物逆境信号传递中发挥着重要作用，但是有关蛋白酪氨酸磷酸酶参与逆境信号传递途径的作用机制尚不明了。　　 本实验室在前期研究中，从水稻中克隆到一个蛋白酪氨酸磷酸酶基因(命名为OsPTP1)，其编码区长度为666bp，编码含有222个氨基酸残基的蛋白质。酶活分析表明，该酶属于酪氨酸特异性磷酸酶。为了进一步明确OsPTP1基因的生物学功能及其在植物逆境胁迫下的信号转导途径，本研究通过酵母双杂交及过表达等技术，结合生物信息学分析，对该基因的作用机理进行了分析研究。　　 主要结果如下：　　 1.通过生物信息学的方法，对水稻蛋白酪氨酸磷酸酶基因OsPTP1进行了结构和功能分析。采用TMpred跨膜结构分析软件，发现该基因的序列均属于亲水区，不含跨膜结构域，可能不定位于膜上，为非受体型PTPases；选取来自不同物种的14个PTPases基因，对其蛋白质的保守结构域比对结果表明，其催化结构域高度保守；聚类分析表明OsPTP1基因与来自拟南芥、杨树、玉米、葡萄、辣椒等植物中的PTPases基因在整个系统进化树上形成单独的一枝，且与来自动物界、真菌界的PTPases基因明显区分开；　　 2.利用酵母中与OsPTP1同源基因SIW14的突变体，通过酵母互补的方法对OsPTP1的蛋白磷酸酶功能进行验证。结果表明，突变体对高盐敏感，而转入pYES2-OsPTP1载体的酵母突变体菌株生长状况得到恢复；　　 3.通过半定量RT-PCR技术分析了水稻中OsPTP1基因的诱导表达情况。结果显示，在干旱、ABA、H2O2等三个因素的诱导下，OsPTP1基因均能上调表达，提示该基因可能参与植物逆境胁迫下的信号通路；　　 4.将OsPTP1基因转化烟草(NC82)进行过表达，并检测其逆境胁迫下的表型及生理指标的变化情况。结果表明，在干旱条件下，转基因植株的抵抗能力要明显低于非转基因植株；较之野生型烟草，OsPTP1过表达烟草叶片萎蔫程度明显增加，气孔开放度增大，气孔孔径的降低程度也要低于野生型，且叶片中游离脯氨酸的含量显著提高。在高盐处理条件下，OsPTP1过表达烟草叶片也表现出一定程度的水渍化、内含物流失等现象，而且转基因烟草T0代种子的萌发率受到高盐的抑制。但低温胁迫下，两者在表型和生理上没有明显的区别，提示OsPTP1基因可能作为一个负调控因子，参与植物在干旱、高盐等逆境胁迫下的信号通路；　　 5.通过酵母双杂交系统，成功构建了pGBKT7-OsPTP1诱饵载体以及水稻幼苗cDNA文库，并通过酵母共转化的方法筛选到10余个与OsPTP1相互作用的蛋白。这些蛋白质包括转录因子，如MADS-BOX、WRKY等、蛋白激酶、扩张蛋白、磷脂转运ATP酶等，并且对扩张蛋白OsEXPA7与OsPTP1的互作关系进行了验证；　　 6.提出了一个OsPTP1基因参与植物气孔运动和发育调控的可能的作用模式，用于解释OsPTP1基因参与植物逆境胁迫下可能的信号通路及其作用机理。