干旱和盐胁迫严重影响水稻的生长发育以及产量。当外界环境发生变化时,植物首先感GSI-IX溶解度知外界环境信号,将外界信号传递到细胞内部,从而启动基因表达来缓和或抵御外界环境变化对植物造成的损害。类受体蛋白激酶是一种膜受体激酶,其主要的功能是接收外界信号分子,将外界信号传递到胞内激酶结构域,通过激活不同的磷酸化途径来进行信号传递,最终对下游基因的转录表达进行调控,从而影响植物的生长发育和环境适应性。植物类受体蛋白激酶家族成员数量众多,功能多样,调控机制复杂,目前对这类酶调控高盐、干旱等非生物胁迫响应的分子机制还了解较少。本研究对水稻中一个类受体激酶基因OsRK1的生物学功能进行了研究,并初步探讨了其参与耐盐耐旱的分子机制。首先,通过Genevestigator基因芯片数据库分析,发现水稻中一个LRR类受体激酶基因OsRK1的表达受盐和干旱胁迫的强烈诱导,这表明OsRK1基因可能参与调控水稻的干旱及盐胁迫响应。利用qRT-PCR方法检测OsRK1基因在高盐和模拟干旱条件下的表达水平,发现与数据库结果一致,OsRK1基因购买Compound C确实受盐或干旱诱导表达上调。为了研究OsRK1基因在调控逆境胁迫响应中的功能,以野生型水稻中花11(ZH11)为背景材料,构建了OsRK1的水稻过表达株系、突变体株系以及拟南芥的过表达株系。利用这些材料分析了OsRK1基因对植物逆境胁迫响应的功能作用。在高盐或干旱处理条件下,发现rk1突变系的种子萌发率降低、根和芽的生长受到明显抑制。与野生型水稻相比,突变体表现出对盐旱处理更加敏感的表型,而过表达系则表现得相对不敏感。又通过溶液培养和土壤培养的方法,进一步考察了OsRK1基因对植物响应逆境胁迫的贡献,均发现OsRK1基因的过表达能够增强对盐旱环境的耐受性,而该基因的突变则增加了对逆境的敏感性。这些实验数据证明了 OsRK1基因在植物应对逆境环境过程中发挥重要作用。对野生型、突变体和过表达体进行了 一系列的生理生化比较分析,包括叶片离体失水率、气孔开度、脯氨酸与可溶性糖含量、活性氧积累、抗氧化酶基因和抗逆基因的表达等,进一步证明了OsRK1基因在水稻的耐盐耐旱中起着正向调控作用。为了研究OsRK1调控植物耐逆的分子机制,利用酵母双杂交系统对水稻cDNA文库进行了筛库,得到一个Whirly家族蛋白OsWHY2。通过体外一对一酵母双杂交实验,进一步验证了两个蛋白发生的互相作用。推测OsRK1可能是通过对OsWHY2磷酸化修饰,促进OsWHY2进入细胞核来调控相关基因表达进而参与非生物胁迫响应过程。为了寻找OsWHY2所调控的下游基因,本研究以野生型水稻为对照,对干旱处理下的rk1突变系进行了转录组测序分析。结果显示,| Log2(rkl/ZH11)|>1(P<0.05)的转录本中,上调的基因有1303个,下调的基因有374个。根据KEGG分析,发现大多数差异基因集中在苯丙烷代谢途径。与此相一致的是,在转录组中发现了苯丙烷代谢的关键基因OsPAL4、OsPAL6、OsPAL7的上调表达。经qRT-PCR方法检测这些PAL基因在高盐、干旱条件下的表达变化,发现这些PAL基因受逆境诱导后显著下调。进一步地,利用OsRK1过表达体以及突变体,分析了OsRK1基因对PAL基因表达可能造成的影响,结果发现OsRK1基因能够负调控OsPAL4、OsPAL6、OsPAL7基因的表达水平。这些结果表明PAL基因可能是OsRK1-OsWHY2相互作用所调控的一类下游基因,同时也反映出苯丙烷代谢在OsRK1作用途径上的重要性。综上,本论文在水稻中挖掘到一个新的Heart-specific molecular biomarkers参与干旱及盐胁迫响应的类受体激酶基因OsRK1,证明了该基因在正向调控植物耐盐耐旱方面的重要功能。同时,通过对OsRK1的作用机制的研究,提出了“OsRK1-OsWHY2-OsPALs”可能作为OsRK1作用途径的假设。该研究不仅为理解类受体激酶参与植物耐盐耐旱的调控机理提供了新的视角,而且为农业育种提供了重要的耐逆基因资源,具有潜在的应用价值。