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水稻作为一种最主要的粮食作物哺育着全球近半数人口。分蘖数是水稻重要的农艺性状之一,分蘖对于水稻的产量构成具有决定性作用,合适的分蘖能力是水稻理想株型育种的重要目标。在前期研究中发现过表达LRK2转基因株系提高了有效分蘖数,同时显著提高对干旱胁迫的耐/抗能力,另外,还发现LRK2能与真核翻译延伸因子OsEF1A互作。为了分析LRK2下游互作基因OsEF1A的功能,将该基因通过转基因技术在水稻中过表达,对过表达植株进行功能的初步探讨,并进行组织特异性表达分析,这有助于我们对LRK2下游互作基因OsEF1A的功能进行初步的了解。在本实验中我们研究了过表达OsEF1A株系在各种逆境胁迫下的适应性反应,来探索水稻中OsEF1A在逆境胁迫响应中的生物学功能。另外,通过酵母双杂交技术进一步筛选LRK2与OsEF1A的互作蛋白区域,同时还筛选了其它能与LRK2互作的下游蛋白。本实验为LRK2下游互作基因的功能初探提供了新的信息资源。具体研究结果如下:(1)利用生物统计学的方法,统计过表达OsEF1A株系的农艺学性状,包括有效分蘖数、株高和千粒重等。结果表明过表达OsEF1A显著提高了有效分蘖数;降低了植株的株高、千粒重和结实率。(2)分别利用20%PEG模拟干旱、4℃低温、0.15mol/LNaCl和20μmol/L脱落酸进行非生物胁迫处理,通过实时荧光定量PCR来测定OsEF1A的表达量,发现OsEF1A在水稻幼苗中受环境胁迫而诱导表达,说明OsEF1A的表达量升高可能是对胁迫环境的适应性应答。(3)利用酵母双杂交方法进一步筛选到OsEF1A与LRK2的互作蛋白区域。同时还筛选到另外两个与LRK2互作的蛋白,构建载体以期获得转基因植株研究其表达模式和功能等。叶片是植物正常生长发育所需营养物质最为重要的源器官,是进行光合作用、呼吸作用和蒸腾作用的主要器官,因此对植物叶色的研究必不可少。前期研究筛选到一份黄绿叶突变体ygl15,通过图位克隆技术克隆到YGL15位于第2号染色体RM279和Pm6之间。为了分析YGL15基因的功能,我们通过对GUS和GFP转基因对该基因的表达及定位情况进行了探讨分析,同时对叶绿体的发育情况以及与叶绿体发育和光合作用相关的基因进行表达情况分析。本实验旨在深入探析YGL15的功能,并为后续的功能探讨提供有价值的基因信息资源。具体研究结果如下:(1)利用qRT-PCR和GUS染色等手段YGL15在不同组织、器官中的表达水平,结果显示,水稻YGL15主要在绿色器官中表达,叶片中的转录水平最高,其次是根茎结合部、茎节和叶枕,而在根部也有一定的表达,但在幼穗表达水平很低。(2)将YGL15编码序列与报告基因GFP的融合表达载体转入水稻和烟草表皮细胞中,利用激光共聚焦显微镜扫描观察来分析水稻转基因阳性植株根尖和烟草叶片表皮细胞,发现YGL15定位于细胞膜上,且分布呈现出极性。(3)对突变体ygl15表型观察和主要农艺性状调查后发现,与野生型GZ63S相比,ygl15在整个生育期均表现为黄绿叶性状。光合色素含量测定发现,ygl15的各色素含量与野生型相比,在整个生育期均明显降低。对GZ63S和ygl15在幼苗期叶片利用透射电子显微镜观察,发现ygl15的叶绿体类囊体堆叠较为疏松。(4)通过实时荧光定量PCR测定叶绿体发育及光合作用的相关基因在突变体ygl15和野生型GZ63S中的表达水平。结果显示,在ygl15中与光合作用相关的核基因rbcS、RCA、Cab1R、CabwR、V2等的表达量均明显降低;YGL1、HEMA1、DVR等叶绿素合成相关的核基因表达水平也普遍降低;由NEP负责转录的质体基因RpoA、RpoB和Rps12表达量增高;而依赖PEP转录的质体基因psaA、psbA和rbcL表达水平降低。