植物激素脱落酸(abscisic acid, ABA)作为重要的信号分子可以参与调节植物抵抗逆境（低温胁迫、干旱、盐胁迫等）的多种生理反应。已有研究表明ABA能够通过诱导活性氧(reactive oxides，ROS)的产生以及抗氧化基因的表达等途径，提高植物抗氧化防护能力。双组分系统(two-component system，TCS)是通过组氨酸激酶(histidinekinase，HK)磷酸化对多种生理过程进行感知和调节的一类信号传递系统，在低等生物和高等植物中都起到重要的作用。但是关于ABA诱导的抗氧化胁迫信号途径与水稻TCS系统的关系方面的研究并不多。本实验室前期从水稻OsHKs基因家族(OsHK1-6)中筛选出响应ABA信号的基因:OsHK3。研究发现ABA能诱导水稻OsHK3基因的表达。　　 鉴于上述研究背景，为了进一步了解OsHK3的性质，我们以经ABA处理的粳稻(Oryza sativa L.)品种徐稻4号幼苗的RNA为模板，通过RT-PCR方法扩增OsHK3完整的基因编码区。OsHK3基因开放阅读编码框(open reading frame，0RF)3072bp，编码1023个氨基酸，具有典型的HK保守结构域:CHASE域，传递域(transmitterdomain)，接受域(receive domain)。根据预测分析，OsHK3还有两个跨膜域(trans-membrane domain)。我们将OsHK3与拟南芥中的杂合型组氨酸激酶的氨基酸序列通过ClustalW2软件比对分析后发现，OsHK3具有关键的保守位点:HisKA区中的His残基和REC中的DDK序列，表明OsHK3可能具有完整的组氨酸激酶活性。　　 为研究水稻OsHK3基因与ABA诱导的抗氧化防护体系的关系，我们建立了水稻幼苗原生质体瞬时过表达体系。利用基因重组技术，将OsHK3全长基因插入到原生质体瞬时表达载体pXZP008上，构成pXZ-OsHK3重组载体。将重组载体pXZ-OsHK3用PEG融合法转化水稻原生质体，28℃暗培养过夜。研究发现:8小时后，原生质体抗氧化防护系统中SODCc2、APXA、CATB基因表达与对照相比显著上调;16小时后，SOD、APX、CAT活性与对照相比显著增强。SOD、APX总活性提高了2-3倍，CAT总活性也有了明显的提高。根据上述实验结果，我们推测:OsHK3可能参与了ABA诱导的抗氧化防护反应。　　 为进一步研究OsHK3基因与ABA诱导的抗氧化防护应答的关系，我们建立了双链RNA(double-stranded RNA，dsRNA)瞬时干扰体系。在体外转录合成以OsHK3编码区基因片段为模板的dsRNA，用合成的dsRNA转染水稻原生质体，再用ABA处理转染24小时后的原生质体。研究发现:ABA作用下，APXA、CATB、SODCc2基因表达显著增强。OsHK3沉默后，APXA、CA TB、SODCc2表达显著降低，外源ABA处理OsHK3沉默后的原生质体后，APXA、CATB、SODCc2表达略有增强，但仍低于对照水平。外源ABA能显著提高SOD、APX、CAT活性。OsHK3被干扰后，SOD、APX总活性分别降低50％和40％，CAT总活性也明显降低。用ABA处理OsHK3沉默后的原生质体，SOD、APX、CAT的活性略有上调，但仍不能恢复到对照水平。上述实验结果从另一方面证明了OsHK3参与了ABA诱导的抗氧化防护应答。　　 为研究OsHK3的亚细胞定位，我们利用基因重组技术，将OsHK3全长基因构建到原生质体瞬时表达载体pXZP008上，得到重组表达载体pXZ-OsHK3。我们一方面将重组载体pXZ-OsHK3用PEG融合法转化水稻原生质体，另一方面利用基因枪轰击法将pXZ-OsHK3导入洋葱表皮。以YFP为报告基因，通过激光共聚焦扫描显微镜观察蛋白在细胞中的定位。初步确定OsHK3定位于细胞膜和细胞质中。　　 以上实验结果初步阐明了OsHK3基因在ABA诱导的抗氧化防护过程的作用，为ABA诱导植物细胞抗氧化防护系统的信号转导途径提供了新的证据。