盐碱胁迫是造成农作物减产的主要因素之一,因而研究植物耐盐的分子机制,提高农作物的耐盐性长期以来就是植物学家的努力方向之一。植物适应盐胁迫的一个重要机制就是转录水平的调节。为了揭示水稻盐胁迫下的转录调节机制,我们利用水稻10K cDNA微阵列在耐盐品种Nona Bokra(Nona)幼苗中鉴定了486个盐胁迫响应(调节)EST(代表了大约450个基因),其中175个基因已经在水稻或者其它物种中被前人鉴定,而剩余的大部分基因是首次发现可以被盐胁迫调节。对这些响应EST/基因进行聚类分析发现这些EST/基因至少可被分为5组。对这些组的基因分别进行功能分类分析发现了一些Nona幼苗能够适应高盐胁迫的转录调节机制。如在20分钟内上调的这些基因中转录因子以及蛋白激酶占据了最主要的地位,显示Nona能够快速地启动转录调节以及信号转导通路,同时多种转录因子的同时快速诱导还暗示复杂转录调节通路的存在;绝大部分对于盐适应十分关键的细胞保护以及损伤修复类以及离子运输类基因都可以在3小时内被快速诱导出来。此外,对于这些盐响应基因的聚类以及功能分类分析还揭示了盐胁迫下的其它一些特征,如盐胁迫和衰老通路的交叉,光合作用相关基因的转录抑制等。为了进一步分析Nona耐盐的机制,我们还进行了它和盐敏感品种IR28之间的转录谱比较分析。结果显示在盐胁迫下很多盐响应基因在盐敏感品种IR28中的转录调节受到抑制,并且其中一部分基因已经被证明是植物适应盐胁迫的关键基因。这些结果表明转录调节的紊乱是IR28敏感的主要原因之一。我们还研究了钙离子信号被抑制之后水稻幼苗盐胁迫下转录调节的变化。令我们惊奇的是,钙离子信号抑制剂EGTA的预处理导致了水稻的转录谱作出了与盐胁迫类似的变化。而且只有盐胁迫24小时后才观察到响应基因的调节被EGTA抑制。虽然设计的生理试验和转录谱的结果非常一致,但一个合理而又可靠的解释仍然是一个挑战。我们还对微阵列实验分离到的一个盐响应基因OsTPP1进行了深入的表达模式以及反向遗传学的研究。结果不仅证实了微阵列中的结果,而且显示OsTPP1还受到旱胁迫的瞬间诱导。通过转基因手段使OsTPP1在水稻中超表达显著地提高了水稻的耐盐性,这些结果初步显示OsTPP1是水稻适应盐胁迫过程中的重要基因。