盐胁迫作为一种常见的非生物逆境胁迫,极大的影响着植物生长和作物产量。对植物盐胁迫反应机制的研究,对于改善植物的耐盐性,提高作物在盐渍土壤上的生存能力和产量等具有重要指导意义。目前,关于植物盐胁迫反应信号转导机制的研究,多集中在细胞质及细胞膜上信号组分的发现及鉴定,并取得很多进展,而对于细胞外的质外体部分研究较少。随着植物质外体研究的不断深入以及越来越多细胞外多肽信号的发现,植物质外体的功能得到了扩展,它不仅起到细胞和环境间的屏障作用,而且在植物发育和防御各种胁迫中发挥重要功能。本文所研究的水稻质外体类受体激酶(OsAPRLK1)是通过双向电泳及质谱技术系统分析在不同时间进程盐胁迫下水稻根尖质外体可溶性蛋白的变化情况后,发现的一个盐反应上调表达基因。生物信息学分析表明,该基因虽然在数据库中被定义为类受体激酶,但实际分析为仅含有胞外域,而不含跨膜域及激酶域;含有信号肽,可能为分泌型蛋白。OsAPRLK1蛋白序列的主要特点是含两个DUF26结构域,含有该结构域的类受体激酶是整个植物类受体激酶家族中的一类重要分支,其功能研究目前多集中在对病原体的防御反应中,而在非生物逆境胁迫中的作用少有报道。对OsAPRLK1启动子序列分析表明,其启动子区包含多种参与逆境反应的顺式作用元件,提示在非生物逆境胁迫中可能发挥功能。本文针对OsAPRLK1的亚细胞定位、表达模式分析以及功能等方面开展研究。OsAPRLK1-YFP融合蛋白亚细胞定位显示其在细胞质、细胞表面(细胞膜和细胞壁)均有分布。经质壁分离后,在细胞壁部分观察到荧光信号表达,证明OsAPRLK1可能作为分泌蛋白定位在植物细胞质外体区域。通过启动子-Gus的组织定位实验表明,OsAPRLK1可在水稻不同时期的多种组织中表达,特别是幼穗和幼苗中表达水平较高。通过半定量RT-PCR、Real-time PCR和Western Blot等实验,在转录水平及蛋白表达水平,均证明OsAPRLK1受盐胁迫后表达量升高,表明该基因为盐诱导反应基因。进而,通过构建RNAi株系和过表达株系,对OsAPRLK1的转基因纯合水稻株系的盐胁迫生理实验表明,敲减该基因的表达水平,植株的耐盐性在种子萌发和存活率等多项生理指标中有所提高;其体内[Na+ ]/[K+]值、叶绿素含量、MDA含量、气孔关闭度等各种指标也都显示转基因株系的耐盐性提高。此外,利用酵母双杂交体系,我们对OsAPRLK1可能的相互作用蛋白进行了研究,以便对其可能的作用机理进行初步的探讨。以OsAPRLK1的全长编码区作为诱饵,构建水稻cDNA文库,最终筛选到4个可能的相互作用蛋白候选基因。通过酵母体内一对一验证,最终证明普遍胁迫反应蛋白(USP)可能与OsAPRLK1发生了相互作用。这些结果首次表明,OsAPRLK1作为一种可能的质外体的蛋白,参与植物的盐胁迫反应;利用转基因手段将OsAPRLK1表达水平调低之后,可使水稻耐盐性提高,说明植物质外体可能在感受外界逆境刺激及抗盐反应中起着调控作用。这些研究将会使人们对植物质外体蛋白存在和功能的认识更为扩展,并为植物抗逆机制的研究开创新的途径。