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丝氨酸羧肽酶(SCP)是一个庞大的水解酶家族。已有发现丝氨酸羧肽酶及其类蛋白参与了蛋白质的折叠、除草剂共轭、次级代谢产物合成等多个重要生化反应环节,并在调控植物细胞发育、植物次生代谢产物合成和植物胁迫耐性等过程中发挥重要作用。课题组的前期研究发现水稻Os SCPD1基因缺失突变体的耐旱性低于对照,而过表达转基因水稻植株的耐旱性增强。在明确了这一表型后,本研究构建了水稻Os SCPD1的荧光标签载体并通过荧光显微镜发现Os SCPD1定位在细胞膜上。同时,本研究又构建了Os SCPD1的酵母双杂交载体与水稻干旱胁迫c DNA文库,利用酵母双杂交系统筛选出9个在干旱胁迫处理下与Os SCPD1相互作用的蛋白质,分别为Os HSP40、Ospoll-L、Os21980、Os MADS1、Osp59-Y1、Os UPF0195-L、Os RPL14E、Os S59-L和Os Ca LB-1。此外,采用双分子荧光互补(Bi FC)和免疫共沉淀(Co-IP)分析技术验证了Os UPF0195-L和Os HSP40与Os SCPD1蛋白之间的互作,同时鉴定出Os SCPD1与蛋白互作结合的功能结构域为蛋白水解酶肽酶S10。进一步的研究发现,Os SCPD1与Os HSP40在细胞膜上发生互作且受Mg2+的调控。本研究推测,定位在细胞质中的Os HSP40和定位在细胞膜上的Os SCPD1发生互作时,Os HSP40会被迁移至细胞膜并由Os SCPD1切除其N端Dna J蛋白质中J结构域的1号多肽段,从而完成对Os HSP40蛋白的加工修饰,并调控水稻植株的耐旱性。i TRAQ分析表明干旱胁迫下差异表达蛋白最显著富集的是氨基酸代谢和电子信号传递相关蛋白,KEGG Pathway功能富集分析发现差异蛋白与氨基酸的合成代谢、碳代谢、糖酵解/糖异生和不饱和脂肪酸代谢以及激素的信号传导途径密切相关。此外,利用转基因技术获得了Os UPF0195-L、Os HSP40互作基因的过量表达和CRISPR/Cas9突变植株,并证明Os HSP40-Cas的基因编辑植株的干旱耐受性要弱于过表达转基因植株和野生型植株,从而进一步地验证了Os SCPD1互作基因参与了水稻的干旱响应。上述研究结果从蛋白质水平阐明了Os SCPD1参与水稻对干旱耐受的机理,为培育耐旱水稻新材料提供理论和材料基础;与此同时,发掘一些与耐旱相关的蛋白质,为进一步丰富和完善干旱胁迫信号途径及其网络提供重要信息。