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盐胁迫是影响水稻生产的主要非生物逆境之一。作为盐敏感作物,水稻在幼苗期更易受到盐害的影响。前期研究表明,OsU496A是一个主要在水稻幼苗根部表达的膜蛋白,参与了水稻幼苗根系生长的调控过程。本研究以Os U496A干扰表达和过表达转基因水稻为材料,探究了Os U496A调控水稻幼苗盐胁迫应答的生理与分子机制。主要研究结果如下:1、NaCl盐处理后水稻幼苗根系OsU496A的表达情况分析表明,随着处理时间的增加,野生型水稻幼苗根系中Os U496A的表达量逐渐增加,与处理前相比,水稻幼苗根中OsU496A的表达量最高可增加近7倍。2、与野生型相比,不同OsU496A转基因水稻幼苗的抗盐能力存在显著差异。NaCl盐处理后,OsU496A干扰表达转基因水稻幼苗相对含水量较高,且离体叶片失水速率较慢,存活率高;而过表达转基因水稻幼苗相对含水量较低,且离体叶片失水速率较快,存活率低。3、NaCl盐处理后,不同OsU496A转基因水稻幼苗(根和叶)中脯氨酸含量、可溶性糖含量、抗氧化酶活性、丙二醛含量以及过氧化氢含量均逐渐增加,而根系K+的含量逐渐降低。与野生型相比,Os U496A干扰表达转基因水稻幼苗(根和叶)中脯氨酸含量、可溶性糖含量、抗氧化酶活性以及K+的含量显著增加,丙二醛和过氧化氢含量显著降低;而过表达转基因水稻幼苗(根和叶)中脯氨酸含量、可溶性糖含量、抗氧化酶活性以及K+的含量显著降低,丙二醛和过氧化氢含量显著增加。4、转录组测序结果表明,盐胁迫下Os U496A干扰表达转基因水稻幼苗与野生型水稻幼苗根系中一些参与脯氨酸代谢(MYB,P5CS2,PDH)、抗氧化酶代谢(AP2/ER,PRX,POD2)、细胞保护蛋白代谢(如渗透蛋白和水孔通道蛋白)以及对盐胁迫响应(SALT,NAC)等抗盐相关基因的表达出现了差异。GO富集分析表明,在生物学过程分类中,差异表达基因主要与过氧化氢代谢和活性氧代谢相关;在细胞组分分类中,差异表达基因主要与膜成分相关;在分子功能分类中,差异表达基因主要与氧化还原酶活性、四吡咯结合以及离子结合相关。Pathway显著性富集分析表明,差异表达基因主要参与代谢途径,其次是次生代谢产物的生物合成途径。综上所述,OsU496A负调控了水稻幼苗的盐胁迫应答。其可能的生理和分子机制为:盐胁迫下,Os U496A抑制了MY 表达,MYB能够识别P5CS2的启动子序列,从而降低了P5CS2的表达量,最终导致脯氨酸含量显著降低。脯氨酸可以直接作为渗透保护溶质,也可以作为分子伴侣、金属螯合剂以及猝灭剂清除ROS,脯氨酸含量降低导致水稻的耐盐性降低。其次,AP2/ER的表达量以及钾离子的含量都受到Os U496A抑制,导致抗氧化酶活性降低,ROS大量积累,降低了水稻的抗盐能力。此外,OsU496A抑制了盐胁迫诱导基因的表达,包含胚胎发育晚期丰富蛋白、渗透蛋白、水孔通道蛋白以及脂质转移蛋白等,进而降低水稻的耐盐性。