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植物响应胁迫反应是个非常复杂的过程,其中涉及信号传导和大量基因的表达调控,而启动子作为决定基因在特定时空条件下表达的顺式作用元件发挥了重要调控作用。因此,研究抗逆基因启动子的表达特性是抗逆育种非常重要的一部分。在前期实验中,本课题组已初步完成了抗逆相关基因TaFRA的克隆和功能验证,获得了三个串联TaFRA基因的上游启动子(Pro_TaFRA1、Pro_TaFRA2、Pro_TaFRA3)和第二个拷贝启动子的MITE元件缺失启动子,并构建与GUS基因的融合表达载体转化水稻获得了稳定遗传的单拷贝转基因水稻植株。本研究在此基础上,通过对转基因水稻进行GUS组织化学染色和Real-time PCR分析三个拷贝启动子驱动GUS基因的时空表达模式；并对植株幼苗进行干旱、高盐、低温、ABA胁迫处理,解析在非生物胁迫条件下TaFRA基因簇启动子的作用机制；通过与Pro_TaFRA2缺失启动子的表达差异比较,明确MITE元件的功能；结合GUS组织化学染色和实时荧光定量PCR分析总结基因簇成员的分工。取得如下研究进展：1)在正常生长条件下,TaFRA1启动子在分蘖期、开花期、灌浆期、成熟期四个时期的根部无GUS表达活性,而主要集中在叶上,在成熟期的种子也有较高的GUS表达活性；在非生物胁迫条件下,低温、干旱、ABA胁迫下与其他两个启动子相比其GUS基因的相对表达量的变化幅度最大,对干旱和ABA胁迫反应灵敏,而对低温和高盐胁迫表现迟钝。2)在正常生长条件下,TaFRA2启动子在四个时期除根部不发挥启动作用外,其他组织均有一定程度的GUS表达活性,但与其他两个启动子相比GUS基因的表达量不是最强,仅起补充作用；在非生物胁迫条件下,GUS基因的表达在整体较低的水平变化,且变化幅度较小；在胁迫下到达GUS基因表达量最高峰时间较短,为早期诱导启动子。3)在正常生长条件下,TaFRA3启动子表现为组成型启动子的特点,无组织特异性,只是GUS基因的表达量在不同生长时期有所差异；在非生物胁迫条件下,其驱动的GUS基因表达在整体较高的水平变化,其中对高盐胁迫的表达量变化最大,而且在四种胁迫条件下到达表达量最高峰时间均较短,为明显的早期表达启动子。4)MITE元件缺失启动子与全长TaFRA2启动子相比,在正常的生长条件下,无论是在不同的生长时期还是在不同的组织内,MITE元件缺失均使启动子的驱动能力显著降低；在非生物胁迫条件下,其驱动的GUS基因表达量变化幅度减小,而且在低温胁迫下表现为滞后诱导启动子。这表明MITE元件的插入起到增强启动子驱动活性的作用。