水稻OsLPL2/PIR基因抗旱耐盐机制研究

干旱威胁着全球农业生产,限制了农业可持续发展的前景.植物叶表皮在生长发育、抵御逆境胁迫、与外界环境进行水分和气体交换中,发挥了至关重要的作用.本研究中,利用水稻(Oryza sativa)less pronounced lobe epidermal cell 2-1(lpl2-1)和less pronounced lobe epidermal cell 2-2(lpl2-2)突变体为研究材料,与野生型中花11(Zhonghua 11,ZH11)经干旱胁迫和不同浓度盐处理,发现lpl2-1和lpl2-2对逆境胁迫响应更敏感,复水后统计成活率极显著降低,低于对照1/2.相比ZH11,lpl2-1和lpl2-2株高变矮,根长变短,相同叶序气孔密度、气孔开度均极显著增加,且表皮扁平细胞边缘锯齿状凸出变平滑,嵌套不紧密,导致lpl2-1和lpl2-2比ZH11水分散失更多;离体叶片失水实验也证明了lpl2-1和lpl2-2叶片在等时间内失水更快,失水率更高;且过表达OsLPL2转入lpl2-1中,OE-OsLPL2/lpl2-1转基因阳性植株恢复了lpl2-1平滑表皮及对干旱和盐胁迫的敏感表型.研究结果表明,OsLPL2基因不仅控制水稻表皮细胞形态建成,而且通过调控气孔密度、气孔开度、根生长发育等在响应植物逆境胁迫过程发挥关键作用.本研究为揭示水稻OsLPL2参与干旱胁迫的应答分子调控机制提供了一定的理论基础.