类受体蛋白激酶（receptor-like kinase，RLKs）是植物蛋白激酶的一个家族，它作为信号分子的受体，能够通过胞外受体结构域感受外界刺激，并通过胞内激酶域进行磷酸化或去磷酸化，对下游靶基因的转录以及表达进行调控，从而参与胞内信号转导，在植物生长发育及环境应答过程中发挥作用。类受体蛋白激酶根据胞外结构的不同可以分为四类，其中具有S结构域(S-domain)的类受体蛋白激酶（S-RLKs）是比较重要的一类，目前，部分S-RLKs已被克隆，证明其在植物发育及自交不亲和等方面发挥作用，但该类蛋白激酶参与胁迫响应的报道较少。　　实验室前期在水稻中克隆了一个种胚特异基因，命名为OsESG1（HE584611），该基因编码一个S-RLKs。结合基因工程技术，通过构建反义OsESG1表达载体，结合农杆菌介导的遗传转化，获得了该基因的反义转基因水稻，命名为AOsESG1（简写为AS）。　　本研究中，主要通过将OsESG1进行原核蛋白表达，并对基因表达特异性进行分析，结合OsESG1在不同处理条件下的表达模式，进一步对转基因水稻AS的表型及其在盐、干旱等条件下的生物学功能进行研究，结合对转基因水稻中差异表达基因的筛选，力图全面阐明OsESG1基因功能，并为构建基因调控网络提供线索及证据，相关研究结果如下：　　1、OsESG1的原核表达：构建OsESG1的原核表达载体OsESG1-pET-28a(+)，转入大肠杆菌BL21中进行诱导表达，得到约80 kDa的蛋白质条带。蛋白的表达量随着诱导时间延长而增加，在诱导7h后达到最高表达量，之后随诱导时间的延长，蛋白表达量基本不变，维持在一定的水平。不同浓度的IPTG对蛋白表达的诱导能力有所不同：低浓度的IPTG几乎不能诱导蛋白的表达，随IPTG浓度升高，蛋白诱导表达量也逐渐升高，在IPTG浓度升高至1 mmol后，其对蛋白的诱导能力稳定在一定水平，不再升高。　　2、OsESG1的表达模式分析：利用半定量RT-PCR的方法对OsESG1的表达模式进行分析，结果显示：OsESG1在水稻种胚中表达量较高，在其他器官中有少量表达；经ABA、Me-JA、GA3处理后，OsESG1在水稻叶片被诱导表达，IAA对OsESG1在水稻根中的表达具有一定的抑制作用。高盐、干旱、低温等非生物胁迫能够诱导OsESG1在水稻根中的表达，其中干旱对基因的诱导作用较明显。　　3、OsESG1的生物学功能研究：以转基因水稻 AS为材料，对OsESG1的生物学功能进行分析。对转基因水稻的表型分析显示：转基因水稻的不定根数目减少，初生根长度也受到一定程度的抑制，显示OsESG1在调控水稻根系发育过程中具有一定的作用。通过对在干旱处理下转基因水稻相关生理指标的测定显示：干旱条件下转基因水稻失水较快、MDA大量积累、膜损伤程度高于对照。转基因水稻的抗旱能力低于野生型，显示OsESG1表达量的降低对水稻抗旱能力有一定影响，OsESG1可能在水稻的抗旱过程中发挥作用。转基因水稻在黑暗条件下叶片衰老程度高于对照，暗示OsESG1可能参与水稻的衰老进程。　　4、高通量表达谱的测定：利用RNA-Seq技术筛选并分析转基因水稻的差异表达基因（Different expression genes，DEGs），结果显示，相对于对照材料，转基因水稻内1072个基因表达上调，740个基因表达下调。DEGs表达的蛋白质主要分布于细胞质，其功能集中在阳离子结合过程。对其中部分基因的表达模式进行 qRT-PCR验证，结果证实参考基因的表达模式与表达谱结果测定相符合，结果可信。结合基因的功能分类，进一步分析差异表达基因。其中生长素相关基因如2个Aux/IAA家族基因表达上调，7个SAURs家族基因表达下调，从而显示OsESG1基因表达变化导致IAA参与调控的相关功能受到一定程度的影响，进一步影响根部的发育及表型，与转基因水稻根系发育变化的表型一致；部分其它激素相关的基因表达也发生了不同程度的变化，其中细胞分裂素合成关键酶—异戊烯基转移酶基因家族的7个基因表达下调，细胞分裂素脱氢酶基因家族的2个基因表达上调，相关基因的表达变化会导致细胞分裂素合成抑制，显示OsESG1基因表达的变化导致细胞分裂素的水平降低，这与转基因水稻暗诱导的叶片衰老程度加剧表型一致；同时，其他参与代谢调控及胁迫响应等过程的部分基因的表达也发生改变，其中过氧化物酶基因家族的12个基因表达下调，导致转基因水稻抗氧化能力降低，部分转录因子的表达也发生变化，其中5个WRKY转录因子基因表达明显下调，对转基因水稻的干旱响应能力产生影响，与转基因水稻抗旱能力降低一致。　　综上所述，本研究首先对OsESG1进行了原核表达，获得了相应的蛋白表达产物。以转基因水稻为材料，对基因的生物学功能研究显示：OsESG1通过调控IAA相关基因的表达，从而影响IAA参与水稻根系发育的调控；转基因水稻中部分过氧化物酶活性和WRKY转录因子的表达变化，使转基因水稻对干旱的响应及适应能力发生改变。以对照及转基因水稻为材料进行高通量测序，结合基因的数字表达谱及部分差异基因的筛选、验证，为进一步研究OsESG1的生物学功能及构建基因网络调控模型提供了线索。