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植物MAPK级联途径广泛参与调控植物的细胞分化、激素应答、胁迫响应和生长发育等过程。OsMKKs是该途径中游的一类促分裂原蛋白激酶激酶,在信号转导过程中通过汇聚上游刺激信号并将其传递给下游靶蛋白,从而使植物适应外界逆境。研究表明,OsMKKs蛋白家族分为A、B、C和D四个亚族,其中OsMKK1和OsMKK6属于A亚族。而且,OsMKK1参与响应盐胁迫的信号传导过程,OsMKK6参与响应低温胁迫的信号传导过程。为进一步研究OsMKK1和OsMKK6在水稻MAPK信号传导途径中的作用机制,本研究从酵母双杂交水稻低温cDNA文库中大规模筛选与OsMKK1和OsMKK6上/下游互作的蛋白;并利用CRISPR/Cas9技术和qRT-PCR创建并鉴定了OsMKK1和OsMKK6突变体株系。主要结果如下: 为筛选出与OsMKK1或OsMKK6互作的蛋白,构建了pGBKT7-MKK1和pGBKT7-MKK6两个诱饵载体,并检测了它们的自激活特性,结果表明,pGBKT7-MKK1和pGBKT7-MKK6对酵母菌无毒性、且不具有自激活特性。经过缺陷型培养基SD/-Leu-His-Trp、SD/-Leu-His-Trp-Ade及SD/-Leu-His-Trp-Ade+X-α-Gal的反复筛选,得到与MKK1互作的阳性克隆40个,与MKK6互作的阳性克隆118个。通过共转化进行点对点验证实验,得到与OsMKK1互作的只有4个蛋白(OsATP-S、OsGDSL、OsSyt-2和OsPPase),与OsMKK6互作的有5个蛋白(OsSyt-3、OsAE7、OsCIPK17、OsGAPDH和OsKIN10)。 BiFC(双分子荧光互补)结果表明,pVYCE-ATP-S、pVYCE-GDSL与pVYNE-MKK1在水稻原生质体中互作。pVYCE-Syt-3、pVYCE-AE7、pVYCE-CIPK17和pVYCE-GAPDH与pVYNE-MKK6在水稻原生质体中互作。 利用CRISPR/Cas9基因编辑技术,构建OsMKK1和OsMKK6基因的双靶点载体,利用农杆菌浸染法获得转基因水稻植株。PCR检测Cas9基因确定阳性植株,分别获得了6株CRISPR-MKK1阳性植株和8株CRISPR-MKK6阳性植株。编辑位点PCR检测结果发现,5株CRISPR-MKK1和7株CRISPR-MKK6的阳性苗靶位点发生突变。其中,2株CRISPR-MKK1幼苗是基因切断500bp的纯合植株,其余均为点突变的植株。此外,CRISRP-MKK1转基因植株均已获得T1代种子。 OsMKK1和OsMKK6转基因植株的qRT-PCR结果表明,创建的OsMKK1抑制表达转基因纯合株系表达量只有野生型的20%左右;而OsMKK6的转基因杂合株系表达量只有野生型的40%左右,这些OsMKK1和OsMKK6基因编辑植株可以研究它们在水稻非生物逆境中的调控机制。