OsNOX2基因参与水稻发育调控和干旱胁迫响应
王响，王刚锋，周丛义，苟维超，李日，李文强，李文燕，陈坤明^*

旱区作物逆境生物学国家重点实验室/西北农林科技大学生命科学学院，陕西杨凌712100.
^*通讯作者：kunmingchen@nwsuaf.edu.cn

摘要
    以H₂O₂为中心的活性氧（reactive oxygen species, ROS）的产生是动植物发育与响应外界生物与非生物胁迫的普遍特征，其在生理和分子两个水平上调控植物的发育和对外界胁迫的响应，并与一系列信号传导过程相关联。作为关键的ROS产生酶，质膜NADPH氧化酶（NADPH oxidases, NOXs）在植物应对各种生物和非生物胁迫中具有重要作用，被广泛认为是胁迫条件下植物细胞ROS产生并积累的主要来源。近年来的研究逐渐表明，H₂O₂-NOX系统是一种植物体内普遍存在的重要发育调控与胁迫响应机制，处于植物ROS介导的信号通路的中心位置。植物NOX酶受多基因控制，水稻基因组中至少有11个基因编码的蛋白被预测具有NOX酶活性（包括2个原始型的NOX酶类OsFRO1和OsFRO7）。我们的前期研究表明，水稻NOXs基因的表达具有明显的时空调控特点和逆境响应偏好性，其中OsNOX2基因被发现受干旱胁迫诱导强烈表达。
    为进一步深入了解OsNOX2基因的功能，本研究中我们订购了OsNOX2基因表达缺失的T-DNA突变体系PFG-1A-09601.L，通过PCR和RT-PCR筛选鉴定得到了一个OsNOX2基因缺失的纯合突变体osnox2，并对该突变体及其野生型植株干旱条件下植株叶片NADPH氧化酶活性、ROS释放、抗氧化酶活性、抗氧化能力及全基因组基因表达等进行了系统研究。结果显示，干旱胁迫强烈刺激OsNOX2基因的表达及总PM-NOX酶的活性。与野生型相比，突变体osnox2表现为植株矮小、生长慢、产量低、萌发率差，对MV处理及各种渗透胁迫的耐受力下降，而ROS的释放并没有下降，甚至在干旱条件下有所增加。全基因组基因表达分析表明，即使在正常生长条件下，与其野生型Dongjin相比，突变体osnox2中一系列与能量供应、底物运输、及胁迫响应相关基因包括蛋白激酶基因、ATP合酶基因、热激蛋白基因、转座子及逆转座子基因的表达都表现出明显的上、下调关系。特别是2个受体酪氨酸蛋白激酶RTPKs（OsRTPK1和OsRTPK2）和一个线粒体ATP合酶（OsmtATPS1）基因，显示与OsNOX2基因具有密切的共表达关系，表明它们在OsNOX2相关信号途径中起重要作用。这些研究结果表明，OsNOX2在水稻生长发育和胁迫响应调控中均具有重要作用，可能通过复杂的信号转导途径参与对水稻发育与环境胁迫耐性的调控。

关键词：干旱胁迫；全基因表达；OsNOX2；活性氧（ROS）；水稻（Oryza sativa）

一个水稻卷叶突变体的表型分析与基因定位
李文强¹，陈坤明^2*

¹西北农林科技大学农学院，²西北农林科技大学生命科学学院，陕西杨凌 712100；
*通讯作者kunmingchen@nwsuaf.edu.cn；

摘要
    叶是禾谷类作物最重要的光合器官，其形态与空间分布决定植株株型并影响植株受光姿态，进而直接影响作物产量。卷叶性状不仅是研究植物叶形态发育与极性建成的模式系统，适度的卷叶还是水稻理想株型模式的重要指标，在理论研究和育种应用中都具有重要价值。本研究以源于籼稻品种93-11经g-射线诱变产生的一个水稻卷叶矮化突变体oscld1为材料，进行了突变体表型、遗传分析及目的基因的分子定位。形态学分析表明，从秧苗期开始oscld1突变体已表现出叶片向内呈圆筒状卷曲、叶色深绿、半矮化等突变表型；到抽穗期，oscld1突变体植株的叶卷曲更加剧烈，部分分蘖由于叶片和叶鞘都严重卷曲并扭曲，导致幼穗向外伸长受阻，最终引起穗形态严重退化或异常；此外，oscld1突变体的育性降低，结实率不足20%。遗传分析表明，oscld1突变表型由单隐性核基因突变导致。利用SSR和InDel标记，OsCLD1基因被定位到水稻7号染色体短臂的181kb范围内。以上结果为OsCLD1基因的克隆及功能研究奠定重要基础。

关键词：水稻；卷叶；矮化；基因定位