植物寡肽运输基因家族(the oligopeptide transporter gene family, OPT)原指一类能运输含3-5个氨基酸残基的寡肽运输同源基因，它们是通过利用质子梯度产生的能量来介导底物运输的膜蛋白质。目前认为OPT家族蛋白具有运输底物复杂性和基因功能多样性的特点。已知可运输的底物包括三类物质:　　 (1)载体分子与金属离子形成的复合物；　　 (2)谷胱甘肽及其衍生物；　　 (3)3-5个氨基酸组成的寡肽。　　 功能分析表明这一蛋白家族在植物胚胎发育、逆境响应、金属离子运输、氮动员等多个生物学过程中发挥作用。当前对于植物OPT家族基因的研究主要集中于拟南芥，对于水稻OPT家族基因则了解甚少。水稻是世界上最重要的粮食作物，OPT家族基因所具有的运转小肽和金属离子的功能对于水稻的生长发育具有重要的影响，对于水稻OPT家族基因的研究有助于揭示水稻小肽类物质运转的分子机理，从而为培育优质高产的水稻提供理论基础。　　 本研究中对水稻的OPT基因家族进行了系统发生分析和分子进化研究。通过在基因组水平上的搜索，从水稻基因组中鉴定了16个OPT基因。系统发生分析可以将该基因家族成员分成2个亚族，分别是PT亚家族和YSL亚家族。基因组扩张模式分析发现水稻OPT运输基因家族的扩张主要是通过片段重复和串联重复进行的。根据Ka/Ks分析计算复制基因的发生时间，构建了水稻OPT运输基因家族的进化扩张模型，显示水稻OPT运输基因家族的扩张分三个阶段完成，由最初的9个基因扩张为16个基因。　　 通过半定量RT-PCR和分析水稻基因表达数据库的方法，研究了水稻OPT基因家族在不同的生长发育阶段、组织器官、激素诱导、逆境和铁诱导的条件下的表达模式，发现水稻OPT运输基因家族的表达具有组织器官特异性和生长发育阶段的特异性，部分OPT运输基因的表达受到激素诱导，逆境和铁诱导的调控。　　 详细研究了OsOPT9的生物学功能。OsOPT9位于水稻第八号染色体上，同源分析显示它属于水稻寡肽(OPT)运输家族PT亚家族。PT亚家族具有广泛的底物运输能力，已知的底物包括寡肽、金属离子、谷胱甘肽等小分子物质。水稻OsOPT9基因的突变体具有花粉部分败育的特征，显微分析表明这种花粉败育是由于小孢子母细胞发育时期花药的绒毡层过早脱落降解造成的。元素分析表明，硼在osopt9突变体种子中的含量非常的低，通过RNAi干扰水稻OsOPT9基因的表达同样会降低硼在水稻种子中的含量。OsOPT9启动子融合GUS转基因水稻的表达分析显示水稻OsOPT9主要在穗、节、茎和叶鞘等部位表达。通过RNAi干扰水稻OsOPT9基因的表达会降低水稻花粉育性，从而降低结实率、单穗总粒数和萌发率;而超表达该基因则会提高结实率，但对单穗总粒数和萌发率的影响不明显。结果初步表明OsOPT9可能通过影响硼在花粉发育中的平衡而影响花粉的育性。