水稻为半水生作物,水稻生产需要消耗大量的水资源,同时排放大量甲烷。近年来,极端天气频发,干旱胁迫严重制约了水稻生产,威胁人类粮食安全。因此,解析水稻抗旱机理,挖掘水稻抗旱基因,培育抗旱水稻品种,是应对环境胁迫的有效途径。本实验室前Cultural medicine期通过GWAS定位和克隆到一个抗旱相关基因,将其命名为OsDRT1(Rice Drought Resistence 1)。本研究立足于解析OsDRT1的功能,主要结果如下:1.OsDRT1编码一个含有三段跨膜结构域的膜蛋白。亚细胞定位结果表明,OsDRT1主要定位于内质网膜和细胞膜,单独缺失任一跨膜结构域仍可定位于细胞膜上;而同时缺失其中2个跨膜结构域时,主要定位于细胞质内,不NN2211试剂能入核;当同时缺失3个跨膜结构域时,OsDRT1则分布于细胞核和细胞质中。2.OsDRT1在籼粳稻间存在显著分化。对270份水稻核心种质进行一代测序,结果发现OsDRT1在籼粳稻CDS区存在显著分化。通过检测粳稻和籼稻主要单倍型的亚细胞定位模式,表明籼稻类型的OsDRT1更多地聚集在细胞质中,粳稻类型的OsDRT1则主要分布在内质网膜上。3.双分子荧光互补实验表明,OsDRT1与两个水通道蛋白Os PIP1;1、Os PIP2;6存在相互作用。酵母双杂交实验表明Os PIP1;1和Os PIP2;6之间也存在互作。4.利用CRISPR-Cas9技术创制了osdrt1、ospip1selleck;1、ospip2;6突变体以及OsDRT1过表达植株。在干旱胁迫下,osdrt1突变体植株的存活率显著高于野生型日本晴,过表达植株的存活率则显著低于野生型,说明OsDRT1负调控水稻抗旱性;ospip1;1、ospip2;6突变体植株的存活率显著低于野生型,说明Os PIP1;1、Os PIP2;6正调控水稻抗旱性。测定osdrt1突变体和野生型的离体叶片失水速率,结果表明,osdrt1突变体的叶片失水速率低于野生型。5.对OsDRT1的组织表达模式分析表明,OsDRT1在水稻各个组织中均有表达,在叶片中表达量最高。6.表型调查发现,在正常水分管理下,osdrt1突变体的分蘖数、有效穗数与野生型日本晴没有明显差异,而株高、生物量、结实率和单株产量均显著高于野生型;在干旱胁迫条件下,osdrt1突变体的有效穗数、生物量、单株产量均显著高于野生型,株高、分蘖数、结实率无明显差异,表明OsDRT1突变能够有效提高水稻抗旱性。综上所述,OsDRT1蛋白通过与水通道蛋白Os PIP1;1和Os PIP2;6相互作用并影响它们的功能,从而调控水分的吸收或散失,最终负调控水稻抗旱性,但其分子作用机制仍需进一步研究。