水稻既是重要的粮食作物,又是禾本科基因组学和分子生物学研究的模式植物,对其生长发育过程的研究具有重大意义。NO3-和NH4+作为水稻的主要氮源,其中40%的N是以NO3-的形式被吸收。NO3-除了作为营养元素之外,同时又可以作为信号分子发挥功能,调控植物生长发育的各个阶段。而硝酸盐信号在植物的传导机制涉及到与Ca2+下游的CBL-CIPK通道,且CIPK作为植物里所特有的一类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,此前与该通路相关文献报导多集中在拟南芥中,水稻里的研究相对较少。本实验室前期研究表明CBL1和CIPK18既参与了水稻自身生长发育调控,也参与了硝酸根信号对水稻生长的调控。转录组数据表明Os CBL1的反义抑制突变体植株和Os CIPK18的T-DNA插入突变体植株在不同营养条件下与WT之间的差异表达基因有很多相同,推测CBL1-CIPK18很可能在同一条信号通路上调控水稻生长和对营养状况的响应。为了进一步揭示CBL1-CIPK18信号通路如何调控水稻生长及其对氮素营养的响应,我们采取两种研究策略:一是以CIPK18为诱饵筛选其下游互作蛋白,构建了CIPK18-p GBK和CIPK18-p BT3-STE诱饵载体,分别通过核体系酵母双杂交和基于泛素化的膜体系酵母双杂交进行筛库,寻找及鉴定CIPK18的下游靶蛋白,以此来逐步解析CBL1-CIPK18信号通路的调控机理;二是以基因表达受到CBL1-CIPK18通路调控的PNR标记基因NRT2.2的启动子为诱饵,构建了p NRT2.2-Ab Ai诱饵载体,利用酵母单杂交筛库,筛选鉴定调控NRT2.2表达的转录相关因子,期望找到NRT2.2转录调控与CIPK18之间的关系,用来解析CBL1-CIPK18信号通路如何影响水稻对硝酸盐信号的感知和应答。获得的主要研究结果如下:1.筛选并鉴定了CIPK18的互作蛋白AMPKβ和DUF581。AMPKβ是在酵母中与植物中Sn RK1的同源物,在拟南芥中报导DUF581能与Sn RK1A发生互作,这些结果表明CIPK18可能通过与Sn RK1的相互作用,调控体内能量状态感知。2.筛选到CIPK18的互作蛋白HMGB,同时p NRT2.2为诱饵的酵母单杂交中也筛选到HMGB。在Os CBL1的反义抑制突变体植株和Os CIPK18的T-DNA插入突变体植株中HMGB的表达量都受到抑制。这些结果表明CIPK18可能通过HMGB调控NRT2.2的表达。3.以p NRT2.2为诱饵在酵母单杂交中筛选并鉴定到CCA1蛋白。CCA1基因的表达在Os CBL1的反义抑制突变体植株和Os CIPK18的T-DNA插入突变体植株中也都受到抑制。此外,承担了水稻抗虫转基因育种目标基因检测,研究建立了水稻多个Bt抗虫基因（cry1Ab/Ac、cry2A、cry1C）的简便检测方法。根据三个Bt转基因事件的插入位置,采用多重引物PCR技术,能够利用9条引物,得到6条大小存在明显差异的条带,同时检测三个Bt基因的转基因情况。来源TT51-1的外源基因cry1Ab/Ac插入的阳性、阴性条带大小为937bp、717bp;来源T2A-1的外源基因cry2A插入的阳性、阴性条带大小为603bp、430bp;来源T1C-19的外源基因cry1C插入的阳性、阴性条带大小为497bp、777bp,通过琼脂糖凝胶电泳即可快速进行转Bt基因水稻纯合、杂合、阴性的区分。该方法的建立为利用多价Bt基因进行抗螟虫水稻分子育种提供了一个简便高效的基因检测技术,有助于提高检测效率,加快抗螟虫水稻的育种进程。