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水稻是重要的粮食作物，而干旱胁迫是限制其产量的主要因素之一。植物激素脱落酸(ABA)被称为“逆境激素”，参与植物对干旱胁迫的应答。此外，ABA还调控种子萌发等发育过程。然而，对于水稻中ABA受体的研究还不深入。 拟南芥PYR1/PYL/RCAR(PYLs)蛋白家族被证实是ABA受体。研究表明，水稻中有12个PYLs的同源蛋白OsPYL1-12。通过对12个OsPYLs的氨基酸序列分析，发现OsPYLs家族除OsPYL7和OsPYL12之外，其它10个成员都具备与ABA结合的结构域。进化树分析表明OsPYLs可以被分为三类，OsPYL1、OsPYL2和OsPYL3为一类;OsPYLA、OsPYL5和OsPYL6为一类;其它的OsPYLs为一类。 为了系统地研究OsPYLs家族成员在ABA信号通路中的功能，利用CRISPR/Cas9技术对水稻12个OsPYLs基因分别进行了敲除，得到了与这12个基因相对应的突变体。在ABA处理下的种子萌发实验证实，Ospyl1突变体与野生型相比对外源ABA的敏感性降低，而其他Ospyls突变体与野生型相比没有明显差异。在干旱胁迫处理下，Ospyl1突变体与野生型相比对干旱胁迫的耐受性明显降低，而其它Ospyls突变体与野生型相比没有明显差异。此外，在干旱胁迫下，Ospyl1突变体也表现出了叶片失水加快和气孔关闭异常的表型。这些结果表明OsPYL1的特定基因编辑可以导致水稻在种子萌发时期对外源ABA的敏感性降低，也导致水稻对干旱胁迫的耐受性降低。 等温滴定量热实验(Isothermal titration calorimetry，ITC)证实，OsPYL1、OsPYL3、OsPYL6和OsPYL10均能与ABA结合。但OsPYL1与ABA分子的亲和力明显低于OsPYL3、OsPYL6和OsPYL10。通过序列比对发现，OsPYL1与其它OsPYLs不同，其在ABA亲和力位点上具有和拟南芥PYR1完全相同的4个氨基酸，而这些氨基酸已被证实与PYR1所具有的低ABA亲和力有关，因此我们推测这4个氨基酸形成的特定结构导致OsPYL1在ABA达到一定浓度下才发挥ABA受体的作用。 利用酵母双杂交和双分子荧光互补实验(Bimolecular fluorescence complementation，BiFC)检测了OsPYL1、OsPYL3、OsPYL6和OsPYL10，与OsPP2C06、OsPP2C08、OsPP2C09、OsPP2C50、OsPP2C51、OsPP2C53和OsPP2C68的互作情况。结果发现OsPYL1、OsPYL3、OsPYL6和OsPYL10与这7个OsPP2Cs均能分别发生互作，这表明OsPYL1与其他OsPYLs在与OsPP2Cs互作实现ABA信号转导方面没有差异。 基因表达分析证实，在低于1μM ABA处理下，Ospyl1突变体中ABA应答基因的表达水平与野生型及其他Ospyls突变体相比没有明显差异;在高于1μM ABA处理下，Ospyl1突变体中ABA应答基因的表达水平明显低于野生型及其他Ospyls突变体，这表明OsPYL1在高浓度的ABA条件下才参与调控ABA应答基因的表达。 本研究利用CRISPR/Cas9技术获得了与水稻12个OsP YLs基因相对应的突变体，并系统地研究了这些基因在ABA介导的种子萌发以及干旱应答中的功能。研究表明，OsPYL1具有特殊的ABA亲和力位点，与ABA的亲和力较低，只有ABA浓度达到较高水平时才与ABA结合，进而参与调控ABA信号通路下游ABA应答基因的表达，从而影响了气孔开闭，最终调控了水稻对干旱胁迫的应答。综上所述，OsPYL1作为一个与ABA亲和力低的受体，在ABA介导的种子萌发和干旱胁迫应答中发挥着重要作用。