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光敏核不育水稻农垦58S系已故农学家石明松先生于1973年在湖北省大田中发现的一种晚粳水稻品种农垦58N的自然突变株，是我国特有的种质资源。它具有在一定温度范围内表现出长日照(LD)下不育和短日照(SD)下可育的光周期育性转换的遗传特性。此种性状特征为在农业生产中按照“两系法”途径利用杂种优势提供了可能性，因此受到了广大农业科学工作者的高度重视。近30年来，有关光敏核不育水稻58S的研究已经取得了丰硕的研究成果，但是对其光周期育性转换的分子机理仍知之甚少。本实验室从光敏核不育水稻农垦58S中分离到一个控制光周期育性转换的、位于光信号传导通路上的发育调节基因OsRACD,它属于PAS超家族Rho/Rac亚族的小分子量GTP结合蛋白编码基因。根据本实验室诸多方面的实验结果，我们相信OsRACD基因的表达特性显然与光敏核不育水稻农垦58S的光周期育性转换性状之间有着密切的相关性，它是控制光周期育性转换的光信号传导途径上一个重要的发育调节基因。
本研究主要对OsRACD基因的上游启动区进行了功能分析；此外，还对番茄蛋白酶抑制剂Ⅱ基因进行了初步研究。主要研究内容简要概括如下：1.RT-PCR分析表明，OsRACD基因仅在可育材料58S-SD和58N-LD幼穗中表达，而在58S-LD幼穗中不表达；凝胶阻滞结果表明，OsRACD基因启动子的CD(-798～-686bp)和DX(-685～-431bp)区段与可育材料58S-SD幼穗核提取物都具有特异的阻滞条带，而与不育材料58S-LD核提取物则没有任何阻滞条带，这暗示在CD和DX区段可能存在光周期应答元件。竞争结合实验说明，CD和DX区段可能结合同一类转录因子。将CD区段和DX区段分别与含有35S核心启动子的pCAMBIA1301重组构建植物表达载体并进行了拟南芥和水稻农垦58S转化。获得的转基因植株进行GUS活性分析，结果表明转化CD和DX的转基因植株在连续黑暗处理后GUS活性急剧升高，而连续光照处理后GUS活性低于正常生长的转基因植株，这说明CD和DX区段都具有光下调效应。
2.RT-PCR及原位杂交结果表明，OsRACD基因仅在可育水稻58S-SD花药中特异表达。通过5，顺式缺失方法构建了含有OsRACD启动子不同缺失片段的植物表达载体并进行烟草转化。GUS活性分析表明，启动子的-102～-430区域具有控制花药专一性表达的功能；进一步对该区段进行gain-of-function分析确定在-107～-220(即C区段)区段含有控制花药专一性表达元件。对该区段中推测的花药专一表达元件进行突变分析，转基因拟南芥GUS活性分析说明该推测的元件不是控制花药特异表达的核心基序，可能还存在着其它的元件调控花药专一性表达。凝胶阻滞分析说明，在可育材料58S-SD幼穗核提取物中存在能够与C区段特异结合的蛋白因子，而不育材料58S-LD幼穗核提取物与C区段没有任何结合条带。
3.为了进一步研究OsRACD基因花药特异表达的调控机制，我们构建了可育材料58S-SD水稻幼穗的cDNA表达文库，利用酵母单杂交体系分离与花药专一表达元件的相互作用蛋白的编码基因。目前获得了2个初步鉴定为阳性的克隆，它们分别编码一种bZIP转录因子和一种MADS转录因子，进一步的验证和筛选工作仍在进行中。
4.利用Northern杂交检测，表明机械创伤可明显促进TPI-2基因在番茄幼苗的根、茎和叶中的表达活性，外源植物激素JA和LA亦可诱导TPI-2基因的表达，但ABA和NaCl却无法诱导番茄幼苗中TPI-2基因的表达。SA可以抑制LA对TPI-2基因的诱导表达效应，然而却不能抑制机械损伤和JA的诱导表达效应。运用反向PCR分离了TPI-2基因的上游启动区，利用5缺失构建一系列植物表达载体并转化烟草。GUS活性分析表明，全长启动区具有系统性伤应答反应活性，而缺失了-138～-300区段后，转基因烟草GUS活性在损伤前后没有变化，说明在该区段存在伤应答元件。