陳光 李佳 杜瑞英 王旭

（1. 廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與監(jiān)測(cè)技術(shù)研究所，廣州 510640；2. 中國(guó)水稻研究所，杭州 311401）

干旱造成的危害83%以上發(fā)生在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，影響糧食供應(yīng)和人民生活，已成為全球最嚴(yán)重的饑荒誘發(fā)因素［1］。水稻（Oryza sativaL .）是一種耗水量大的作物，對(duì)水分的需求使其極易遭受干旱脅迫，全球每年因干旱導(dǎo)致減產(chǎn)近1 800萬t［2］。我國(guó)水資源條件無法支撐傳統(tǒng)水稻的進(jìn)一步發(fā)展，因此，創(chuàng)制抗旱水稻品種，可以緩解水稻生產(chǎn)中水資源的過度消耗，對(duì)保障糧食安全具有重要意義［3］。

植物的抗旱機(jī)制包括形態(tài)、生理適應(yīng)和細(xì)胞調(diào)節(jié)等，在不同階段受遺傳因素控制。形態(tài)適應(yīng)包括根系長(zhǎng)度和生物量增加，蠟質(zhì)或厚葉覆蓋，葉重、葉形和表皮細(xì)胞減小，葉片衰老延緩以及綠葉面積增加。生理適應(yīng)包括較高的氣孔密度和導(dǎo)度，蒸騰速率降低，更優(yōu)的生產(chǎn)、積累、同化以及營(yíng)養(yǎng)器官的干物質(zhì)分配。細(xì)胞調(diào)節(jié)需要提高葉綠素含量、收獲指數(shù)和降低滲透勢(shì)［4］。非還原二糖和寡糖等滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的積累、光合效率的降低以及碳水化合物代謝的改變，在緩解脅迫中發(fā)揮重要作用［4］。光合產(chǎn)物主要以蔗糖的形式在體內(nèi)長(zhǎng)距離運(yùn)輸，既為組織代謝提供能量，又作為信號(hào)分子和滲透調(diào)節(jié)劑在有限的水分供應(yīng)下防止器官損傷［5］。維持不同組織間的糖分穩(wěn)態(tài)對(duì)逆境脅迫下植株的生長(zhǎng)發(fā)育至關(guān)重要［6］。對(duì)C4-磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶轉(zhuǎn)基因株系的生理研究表明，蔗糖代謝影響水稻的抗旱性［7］。在干旱等非生物脅迫條件下增強(qiáng)海藻糖的生物合成可以顯著提高水稻產(chǎn)量［8］。OsGolS2過表達(dá)水稻抗旱性的提高是體內(nèi)棉子糖半乳糖苷系列寡糖的積累所致［9］。

本研究的目標(biāo)，一是明確糖分代謝是否與水稻干旱脅迫響應(yīng)有關(guān)；二是探討在水分缺乏條件下，促進(jìn)體內(nèi)糖分代謝是否可以提高水稻的抗旱性。啟動(dòng)子和功能基因的確定基于前期研究結(jié)果，選擇使用受干旱/滲透脅迫誘導(dǎo)上調(diào)表達(dá)的基因OsHAK1的啟動(dòng)子［10］，驅(qū)動(dòng)編碼果糖激酶類似蛋白基因OsFLN2［11］在水稻中表達(dá)，發(fā)現(xiàn)干旱脅迫下，pHAK1：FLN2促進(jìn)體內(nèi)糖分的合成和運(yùn)輸，并顯著提高植株的抗旱性。因此，將干旱誘導(dǎo)型基因啟動(dòng)子與糖代謝基因結(jié)合，是創(chuàng)造穩(wěn)產(chǎn)、高抗種質(zhì)有效的轉(zhuǎn)基因策略。

1 材料與方法

1.1 材料

為了構(gòu)建pHAK1：FLN2轉(zhuǎn)基因水稻，以日本晴（Nipponbare）cDNA為模板擴(kuò)增FLN2基因的編碼序列（CDS，1 770 bp），純化后用GBclonart無縫克隆試劑盒（蘇州神洲基因有限公司）連接到經(jīng)BamH I和SpeI雙酶切的pTCK303線性載體上，獲得中間載體pTCK303-FLN2；再以日本晴DNA為模板擴(kuò)增OsHAK1的啟動(dòng)子（起始密碼子上游3 037 bp），純化后用同樣方法連接到經(jīng)Hind III和BamH I雙酶切的pTCK303-FLN2線性載體上，獲得最終載體pHAK1-FLN2。將該載體電轉(zhuǎn)化到農(nóng)桿菌EHA105中，并侵染日本晴愈傷，遺傳轉(zhuǎn)化方法詳見Chen等［10］。T0-T2代轉(zhuǎn)基因材料種植于廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與監(jiān)測(cè)技術(shù)研究所廣州大豐試驗(yàn)基地和中國(guó)水稻研究所杭州富陽試驗(yàn)基地的轉(zhuǎn)基因苗圃。用水培營(yíng)養(yǎng)液中加入15%（W/V）聚乙二醇（PEG）6000模擬干旱脅迫，選擇兩個(gè)生育期的水稻（1.苗期，2周苗齡；2.分蘗期，6周苗齡）分別處理7 d和10 d，記錄表型、測(cè)定各項(xiàng)生理生化指標(biāo)以及分析基因表達(dá)模式。實(shí)驗(yàn)在14 h光照（30℃）/10 h黑暗（25℃）光周期、相對(duì)濕度約70%的人工氣候室進(jìn)行，所有處理每隔2 d更換一次營(yíng)養(yǎng)液，營(yíng)養(yǎng)液組成和配制詳見Chen等［12］。

1.2 方法

1.2.1 凈光合速率（Pn）的測(cè)定 參照Chen等［13］的方法，利用Li-COR6400便攜式光合儀（Li-COR，美國(guó)）測(cè)定上午9：00-11：00水稻葉片的凈光合速率。

1.2.2 蔗糖磷酸合成酶（sucrose phosphate synthase，SPS）活性測(cè)定 干旱處理后收獲植株的葉片，液氮研磨成粉末，利用SPS試劑盒（蘇州科銘生物技術(shù)有限公司）提取并參照Chen等［14］的方法進(jìn)行測(cè)定。

1.2.3 蔗糖外運(yùn)速率（rate of sucrose export，SER）的測(cè)定 參照Chen等［14］的EDTA法從源葉中收集韌皮部滲出液，葉片的切口端立即浸入20 mL 30 mmol/L EDTA溶液中（pH 7.0），黑暗中浸泡15 min。為了避免木質(zhì)部滲出液的影響，棄去第一次的EDTA溶液，然后將葉片洗凈，轉(zhuǎn)移至10 mL 30 mmol/L EDTA溶液中，整個(gè)采集過程中，葉片置于高相對(duì)濕度的密閉暗室。4 h后，利用蔗糖試劑盒測(cè)定收集液中的蔗糖濃度。

1.2.4 蔗糖含量的測(cè)定 脅迫處理后收獲植株的葉片和根系，液氮研磨成粉末，利用蔗糖試劑盒（蘇州科銘生物技術(shù)有限公司）提取并參照Chen等［11］的方法進(jìn)行測(cè)定。

1.2.5 實(shí)時(shí)熒光定量PCR（RT-qPCR） 參照Chen等［15］的步驟，分別提取正常和干旱處理下T1代轉(zhuǎn)基因株系、不含目的片段的分離株系和野生型（WT）植株地上部以及T2代純合株系和WT植株葉片的RNA。水稻UBQ5（LOC_Os01g22490）為內(nèi)參基因，參照Chen等［16］的算法確定相對(duì)表達(dá)豐度，引物序列見表1。

表1 熒光定量PCR所用引物Table 1 Primers used for RT-qPCR assays

1.2.6 根長(zhǎng)和根表面積的測(cè)定 參照Chen等［17］的方法，利用根系分析儀（WinRhizoV4.0b，Regent Instrument公司，加拿大）掃描不同處理的根系，記錄總根長(zhǎng)和根表面積。每個(gè)處理每個(gè)株系測(cè)量5個(gè)單株。

1.2.7 相對(duì)含水量和失水率的測(cè)定 相對(duì)含水量（RWC）的測(cè)定方法參照Chen等［17］：脅迫結(jié)束后將植株葉片離體稱重，記錄鮮重（FW），將這些葉片用去離子水浸泡4 h，測(cè)定其飽和重量（SW），葉片80℃烘干48 h，確定干重（DW），RWC按公式計(jì)算：RWC（%）=（FW-DW）/（SW-DW）×100%。參照Chen等［17］的方法測(cè)定離體葉片失水率。將苗期WT和轉(zhuǎn)基因植株葉片剪碎稱重，然后在室溫下暴露于空氣中，在指定時(shí)間點(diǎn)稱重后計(jì)算。

1.2.8 電解質(zhì)滲透率的測(cè)定 電解質(zhì)滲漏分析參照Chen等［18］的方法進(jìn)行：新鮮的葉片收獲后用去離子水清洗以去除表面附著的離子，之后立即放入裝有30 mL去離子水的燒杯中，將燒杯置于25℃，120 r/min振蕩3 h，用電導(dǎo)率儀（EC215，Hanna，意大利）測(cè)定浸泡液的電導(dǎo)率（EC1）。然后將浸入溶液的樣品在100℃下煮沸20 min，冷卻至室溫后測(cè)量溶液的電導(dǎo)率（EC2）。相對(duì)電解質(zhì)滲透率（REL）按公式計(jì)算：REL（%）=EC1/EC2×100%。

1.2.9 脯氨酸含量的測(cè)定 參照Chen等［18］的方法測(cè)定葉片中的脯氨酸的含量：取葉片約0.5 g，用5 mL 3%磺基水楊酸勻漿，12 000×g離心10 min，取1 mL上清液與1 mL酸性茚三酮和1 mL冰乙酸混合，100℃孵育1 h，在冰浴中終止反應(yīng)，用2 mL甲苯萃取顯色，用酶標(biāo)儀（SpectraMax M5，Molecular Devices公司，美國(guó)）在520 nm處測(cè)定吸光度。

2 結(jié)果

2.1 干旱脅迫影響水稻糖分代謝

15% PEG處理后，水稻體內(nèi)糖分代謝發(fā)生顯著變化，葉片的凈光合速率、SPS活性和蔗糖外運(yùn)速率分別降低31%、24%和39%（圖1-A-C）。干旱顯著抑制蔗糖從源到庫(kù)的轉(zhuǎn)運(yùn)，表現(xiàn)為脅迫下葉片中蔗糖含量增加40%，而根中卻減少25%（圖1-D-E）。

圖1 干旱脅迫對(duì)水稻糖分代謝的影響Fig. 1 Effects of drought stress on sugar metabolism in rice

2.2 構(gòu)建pHAK1：FLN2轉(zhuǎn)基因水稻

基于干旱誘導(dǎo)水稻糖代謝發(fā)生變化的研究現(xiàn)象，通過pHAK1：FLN2轉(zhuǎn)基因株系與WT之間干旱脅迫響應(yīng)的差異分析，驗(yàn)證促進(jìn)糖分的合成和運(yùn)輸是否可以提高水稻的抗旱性。利用GUS染色鑒定陽性植株，T0代共獲得24個(gè)獨(dú)立的轉(zhuǎn)基因株系（圖2）。

圖2 表達(dá)載體的構(gòu)建及水稻遺傳轉(zhuǎn)化過程Fig. 2 Construction of expression vector and process of genetic transformation in rice

選擇5個(gè)T1代陽性株系及其相應(yīng)的不含目的片段的分離株系（null segregant，NS）分析FLN2的表達(dá)量和凈光合速率，發(fā)現(xiàn)在正常和干旱條件下，NS和WT均沒有差異；在WT和NS的地上部，干旱抑制FLN2的表達(dá)，但在轉(zhuǎn)基因植株中，F(xiàn)LN2的表達(dá)量增加1-2倍（圖3-A）；與此同時(shí)，凈光合速率的下降幅度顯著低于WT和NS（圖3-B），因此在T2代的水培試驗(yàn)中，選擇GUS染色全部陽性的兩個(gè)純合pHAK1：FLN2株系并以WT作為唯一的陰性對(duì)照。

圖3 干旱脅迫下T1代pHAK1：FLN2轉(zhuǎn)基因株系與WT的FLN2表達(dá)量和凈光合速率差異分析Fig. 3 Differential analysis of FLN2 expression and net photosynthetic rate between T1 generation of pHAK1：FLN2 transgenic lines and WT in response to drought stress

2.3 pHAK1：FLN2對(duì)水稻苗期生長(zhǎng)的影響

在正常和含15% PEG的水稻營(yíng)養(yǎng)液中培養(yǎng)WT和T2代pHAK1：FLN2純合轉(zhuǎn)基因株系，評(píng)估pHAK1：FLN2的表達(dá)如何影響水稻生長(zhǎng)。如圖4所示，在正常營(yíng)養(yǎng)液中生長(zhǎng)時(shí)，轉(zhuǎn)基因植株與WT的生長(zhǎng)沒有差異，地上部和根系生物量相似。將幼苗置于干旱脅迫下，WT植株葉片嚴(yán)重萎蔫，而轉(zhuǎn)基因植株的失水表型明顯減輕，此外，干旱對(duì)轉(zhuǎn)基因植株地上部和根系生長(zhǎng)的抑制程度顯著低于WT，導(dǎo)致脅迫下地上部干重高于WT 15%-17%，根系干重高于WT 13%-20%（圖4-B，C）。

圖4 干旱脅迫下pHAK1：FLN2轉(zhuǎn)基因株系與WT的苗期生長(zhǎng)差異分析Fig. 4 Seedling growth of pHAK1：FLN2 transgenic lines compared with WT in response to drought stress

2.4 pHAK1：FLN2對(duì)水稻體內(nèi)糖代謝的影響

對(duì)WT和pHAK1：FLN2轉(zhuǎn)基因植株體內(nèi)的糖代謝水平進(jìn)行分析比較，以驗(yàn)證轉(zhuǎn)基因株系是否通過維持糖分穩(wěn)態(tài)來提高水稻的抗旱性。糖分合成關(guān)鍵酶SPS的活性在對(duì)照條件下，WT和轉(zhuǎn)基因植株沒有顯著差異（圖5-A），在PEG處理下，WT的SPS活性只有轉(zhuǎn)基因株系的87%（圖5-A）。pHAK1：FLN2的表達(dá)在干旱脅迫下顯著提高糖分從源到庫(kù)的轉(zhuǎn)運(yùn)，具體表現(xiàn)為轉(zhuǎn)基因株系葉片的蔗糖外運(yùn)速率高于WT 25%-37%，葉片中的蔗糖含量比WT低6%-13%，而根中的蔗糖含量比WT高7%-10%（圖5-B-D）。

圖5 干旱脅迫下pHAK1：FLN2轉(zhuǎn)基因株系與WT的糖代謝差異分析Fig. 5 Differential analysis of sugar metabolism between pHAK1：FLN2 transgenic lines and WT in response to drought stress

2.5 pHAK1：FLN2對(duì)水稻根系構(gòu)型的影響

根系構(gòu)型影響干旱條件下水分的高效獲取，進(jìn)一步明確pHAK1：FLN2轉(zhuǎn)基因植株與WT根系對(duì)干旱的響應(yīng)是否存在差異。如圖6所示，PEG處理顯著降低植株的總根長(zhǎng)和根表面積，但對(duì)WT根的影響相對(duì)較強(qiáng)，導(dǎo)致受脅迫轉(zhuǎn)基因株系的總根長(zhǎng)高于WT 16%-21%，根表面積高于WT 9%-13%。

圖6 干旱脅迫下pHAK1：FLN2轉(zhuǎn)基因株系與WT的根系構(gòu)型差異分析Fig. 6 Differential analysis of root system architecture between pHAK1：FLN2 transgenic lines and WT in response to drought stress

2.6 pHAK1：FLN2對(duì)水稻持水能力和脂質(zhì)過氧化程度的影響

干旱脅迫下，與對(duì)照相比，WT和轉(zhuǎn)基因株系的相對(duì)含水量均降低，但轉(zhuǎn)基因植株的相對(duì)含水量顯著高于WT（圖7-A），可能歸因于植株的失水率不同，即WT離體葉片失水的速度快于轉(zhuǎn)基因株系（圖7-B），這些結(jié)果表明pHAK1：FLN2的表達(dá)提高水稻的保水能力。

在正常生長(zhǎng)條件下，WT和轉(zhuǎn)基因水稻植株具有相似的電解質(zhì)滲透率和脯氨酸含量，但在干旱處理后，轉(zhuǎn)基因株系的電解質(zhì)滲透率只有WT的74%-81%（圖7-C），而脯氨酸含量高于WT 29%-33%（圖7-D）。綜上，pHAK1：FLN2轉(zhuǎn)基因株系抗旱性的提高可能是由于植株較強(qiáng)的保水能力、較少的電解質(zhì)外滲以及較多的脯氨酸積累。

圖7 干旱脅迫下pHAK1：FLN2轉(zhuǎn)基因株系與WT的保水能力和脂質(zhì)過氧化程度差異分析Fig. 7 Differential analysis of water-content ability and lipid peroxidation between pHAK1：FLN2 transgenic lines and WT in response to drought stress

2.7 pHAK1：FLN2對(duì)衰老、脅迫響應(yīng)基因表達(dá)的影響

為進(jìn)一步明確pHAK1：FLN2的表達(dá)提高水稻抗旱性的機(jī)制，對(duì)正常和干旱條件下生長(zhǎng)的WT和轉(zhuǎn)基因株系進(jìn)行基因表達(dá)差異分析。所選基因分為兩類，SGR和ATG8a屬于衰老指示基因，SNAC1和MYB2是脅迫響應(yīng)基因。正常條件下檢測(cè)到所選基因相對(duì)較弱的表達(dá)，并且在WT和轉(zhuǎn)基因植株中的差異不明顯（圖8）。脅迫處理后，基因的表達(dá)量相較于對(duì)照植株均顯著提高，衰老指示基因在pHAK1：FLN2植株中的上調(diào)幅度低于WT，導(dǎo)致SGR表達(dá)量只有WT的56%-63%，ATG8a表達(dá)量只有WT的66%-74%（圖8-A，B）；而脅迫響應(yīng)基因在轉(zhuǎn)基因株系中的上調(diào)幅度高于WT，導(dǎo)致SNAC1表達(dá)量是WT的1.35-1.61倍，MYB2表 達(dá) 量 是WT的1.31-1.47倍（圖8-C，D）。這些結(jié)果表明，抑制干旱誘導(dǎo)的衰老指示基因和促進(jìn)脅迫響應(yīng)基因的上調(diào)表達(dá)，是pHAK1：FLN2轉(zhuǎn)基因株系抗旱性提高的重要原因之一。

圖8 干旱脅迫下pHAK1：FLN2轉(zhuǎn)基因株系與WT中衰老和脅迫響應(yīng)相關(guān)基因的表達(dá)差異分析Fig. 8 Differential analysis of expressions of senescenceassociated genes and stress-responsive genes between pHAK1：FLN2 transgenic lines and WT in response to drought stress

3 討論

通過在正常營(yíng)養(yǎng)液中加入15% PEG模擬干旱脅迫處理水稻，體內(nèi)糖代謝發(fā)生顯著變化，具體表現(xiàn)為糖合成受抑制（凈光合速率和SPS活性降低）以及糖轉(zhuǎn)運(yùn)受阻（蔗糖外運(yùn)速率和根系蔗糖含量減少），此結(jié)果與前人報(bào)道的相似，即干旱逆境下植物有限的光合作用附以能量需求和滲透調(diào)節(jié)的改變，影響光合產(chǎn)物在源和庫(kù)組織之間的運(yùn)輸和分配［19-20］?；诖?，我們提出通過促進(jìn)干旱脅迫下的糖代謝來提高水稻抗旱性的實(shí)驗(yàn)假設(shè)，采取構(gòu)建表達(dá)載體并遺傳轉(zhuǎn)化水稻的方式進(jìn)行驗(yàn)證。鑒于組成型過表達(dá)功能基因常常導(dǎo)致不利的生長(zhǎng)發(fā)育表型，而誘導(dǎo)型啟動(dòng)子可以有效避免這一問題［12，17］，我們選擇已經(jīng)明確滲透/干旱響應(yīng)關(guān)鍵區(qū)段的OsHAK1啟動(dòng)子［10］。糖代謝相關(guān)基因選擇研究組前期克隆的FLN2，該基因編碼pfkB家族中的果糖激酶類似蛋白，影響水稻前質(zhì)體和葉綠體的發(fā)育，并且促進(jìn)糖分的合成和運(yùn)輸，提高水稻的耐鹽性［11］。與預(yù)期一致，pHAK1：FLN2轉(zhuǎn)基因株系在對(duì)照條件下正常生長(zhǎng)，沒有出現(xiàn)不利的表型，而PEG處理后，糖代謝指標(biāo)Pn、SPS、SER均顯著高于WT，這與FLN2在干旱脅迫下的誘導(dǎo)表達(dá)密切相關(guān)，并且在T1代和T2代穩(wěn)定遺傳。

研究表明，pHAK1：FLN2轉(zhuǎn)基因植株的耐旱性顯著提高，可能是形態(tài)、生理和分子水平上變化的綜合結(jié)果。首先，pHAK1：FLN2轉(zhuǎn)基因植株產(chǎn)生更繁茂的根系，在形態(tài)水平上有助于抗逆性的改善。根系的大小和構(gòu)型決定植物獲得水分和養(yǎng)分的能力，是許多農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中限制生長(zhǎng)和產(chǎn)量的關(guān)鍵因素，因此，根系構(gòu)型優(yōu)化與抗旱性呈正相關(guān)關(guān)系［21］。許多轉(zhuǎn)錄因子可以通過改變根系構(gòu)型來提高植物的耐受性［22-23］。pHAK1：FLN2的表達(dá)，促進(jìn)水稻根系生長(zhǎng)，在干旱脅迫下，pHAK1：FLN2轉(zhuǎn)基因植株根系的生物量、總根長(zhǎng)和根表面積均顯著高于WT，這可能與作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的蔗糖在庫(kù)器官的含量有關(guān)。

pHAK1：FLN2引起的第二個(gè)重要變化是滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)積累量增加，有助于提高轉(zhuǎn)基因植株的抗逆性。非生物脅迫可以改變韌皮部汁液中蔗糖的濃度，有助于植物抵御逆境［5］，此外，可溶性糖也會(huì)在干旱脅迫的馬鈴薯庫(kù)葉中積累［24］，與這些報(bào)道一致，轉(zhuǎn)基因植株中蔗糖外運(yùn)速率和根系蔗糖含量與WT相比均顯著增加。脯氨酸是一種滲透保護(hù)劑，與滲透調(diào)節(jié)和膜在干旱脅迫下的穩(wěn)定性有關(guān)［25］。在本研究中，PEG處理后pHAK1：FLN2轉(zhuǎn)基因株系脯氨酸含量顯著高于WT。脯氨酸含量的增加會(huì)導(dǎo)致滲透勢(shì)升高，從而降低水勢(shì)，使植物更有效地保持水分［26］，與之相似，轉(zhuǎn)基因株系的葉片比WT具有更高的相對(duì)含水量和更低的失水率。鑒于脯氨酸可以作為抗氧化劑來減少脅迫過程中的氧化損傷［27］，因此，干旱脅迫下，pHAK1：FLN2的表達(dá)導(dǎo)致較高的脯氨酸含量在一定程度上有助于降低電解質(zhì)滲透率，表明干旱引起的轉(zhuǎn)基因植株脂質(zhì)過氧化程度低于WT。

第三，RT-qPCR分析顯示基因表達(dá)差異與轉(zhuǎn)基因植株的抗逆表型之間存在相關(guān)性。干旱脅迫誘導(dǎo)的早衰會(huì)引起水稻性狀發(fā)生一系列變化，分蘗、葉片伸展和光合作用因早衰而受抑制［4］。衰老誘導(dǎo)的SGR基因在調(diào)控葉綠素降解中起重要作用［28］。自噬與植物衰老相關(guān)，是降解和轉(zhuǎn)運(yùn)大分子的主要機(jī)制［29］，水稻自噬基因OsATG8a在葉片衰老過程中表達(dá)量增加［30］。SGR和OsATG8a在轉(zhuǎn)基因株系中受干旱誘導(dǎo)增強(qiáng)表達(dá)的趨勢(shì)顯著低于WT，表明pHAK1：FLN2的表達(dá)減緩PEG處理引發(fā)的葉片衰老。許多研究表明，脅迫/ABA響應(yīng)基因的誘導(dǎo)表達(dá)，增強(qiáng)植物對(duì)各種脅迫的耐受性［25，31］。本研究中，與干旱處理后的WT相比，轉(zhuǎn)基因植株中2個(gè)脅迫相關(guān)基因的受誘導(dǎo)程度更為明顯。SNAC1顯著提高轉(zhuǎn)基因水稻在營(yíng)養(yǎng)和生殖生長(zhǎng)期的抗旱性［32］。OsMYB2編碼一個(gè)脅迫響應(yīng)MYB轉(zhuǎn)錄因子，對(duì)水稻鹽、冷、干旱逆境的耐受性起調(diào)控作用［33］。因此，這些基因的誘導(dǎo)表達(dá)可能是pHAK1：FLN2轉(zhuǎn)基因株系抗旱性提高的另一重要原因。

4 結(jié)論

干旱抑制水稻體內(nèi)糖分的合成和運(yùn)輸，利用干旱誘導(dǎo)型基因OsHAK1的啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)FLN2的表達(dá)，可以改善脅迫下的糖代謝水平，進(jìn)而提高水稻的抗旱性。