汞作为环境中毒性极强的金属离子,可在水稻体内积累,对水稻细胞具有强烈的毒性,并诱发植物体损伤、产量下降。为了探究水稻对汞的吸收及耐性机制,本研究将实验前期筛选得到的OsPP2C进行表达分析及其遗传转化,主要研究结果如下:1、表达分析:日本晴幼苗光照培养箱中正常培养到三叶期,从光照0小时开始,以2 h为间隔,分析叶片中OsPP2C表达变化。结果显示,日本晴中OsPP2C的表达峰值在ZT 10 h处;在黑暗条件下OsPP2C的表达均趋于平稳,因此OsPP2C的表达在水稻幼苗期具有周期节律性。正常生长情况下,日本晴OsPP2C在各个组织中均有表达,叶片中表达量最高;汞胁迫6 h后,根、茎、根茎结合处OsPP2C表达量显著上升,但叶片中的显著下降。构建OsPP2C与GFP融合载体,利用农杆菌GV3101菌液注射本氏烟叶片细胞以及重组质粒转化水稻原生质体,发现OsPP2C可能在细胞质和细胞膜均有表达。2、功能验证:阳性转基因株系与野生型日本晴幼苗汞胁迫6 h后,野生型和超表达株系叶片中表达量出现下降,而干扰株系的未发生显著变化。但根系OsPP2C的表达量呈上升趋势,野生型和超表达株系中的表达量在处理4 h时已经显著上调,干扰株系中的在处理6 h后也呈现上升趋势。测定汞胁迫72 h后根、叶汞含量,根中超表达株系的汞含量最低;叶片中干扰株系中汞含量最低,且叶片中的汞含量远远低于根系中的汞。3、转录组测序:对20μM Hg²⁺溶液处理12 h和对照下的野生型日本晴及OsPP2C转基因株系进行转录组测序分析,以Qvalue<0.05,Log₂FC>1为标准,日本晴（Nt vs Nck）中共检测到2978个差异表达基因（DEGs）,其中,2066个基因显著上调,912个基因显著下调;超表达株系（Ot vs Ock）中共有2034个DEGs,显著上调的DEGs有1240个,显著下调的有794个;干扰株系（Rt vs Rck）中3327个DEGs被检测到,包括2307个显著上调,1020个显著下调;共筛选到214个汞胁迫响应基因,对响应汞胁迫的差异基因进行通路分析,共筛选出与自我防御有关的两条通路——吞噬体通路和自噬调节通路。对这两个通路中的3个基因进行功能注释推测2个基因编码微管蛋白,1个编码自噬蛋白。利用定量PCR对吞噬体通路2个基因进行验证,结果与RNA-seq数据基本一致。