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水稻是世界上重要的粮食作物，也是研究单子叶植物功能基因组学的模式植物。在自然生长条件下水稻经常会受到非生物逆境（干旱、盐、低温）和生物逆境（白叶枯菌、稻瘟菌）的危害。为了抵御不良环境，必须依靠各种复杂的信号途径激活不同的抗病抗逆反应，在这过程中各种类型的转录因子能特异性地和下游基因的顺式作用元件结合，激活或者抑制下游靶标基因的表达，从而在抗病抗逆反应中发挥重要作用。本文重点研究了ERF转录因子OsBIERF3和NAC转录因子ONAC022在水稻抗病抗逆反应中的作用及其机理。 (1) OsBIERF3正调控抗病抗虫反应但负调控抗冷害反应。OsBIERF3隶属于ERF转录因子中的Ⅸ亚组，与IXa亚族的OsERF093与OsERF092同源性最高。基因表达分析显示，干旱、盐害、低温等非生物胁迫处理能显著诱导OsBIERF3的表达，同时水杨酸、茉莉酸、脱落酸和ACC等激素处理也能强烈诱导表达;在水稻-稻瘟菌或水稻-白叶枯菌的非亲和性互作中，呈现出上调表达模式。亚细胞定位分析表明OsBIERF3是一个核定位蛋白，酵母转录活性实验表明其具有转录激活活性。遗传转化得到OsBIERF3过量表达(OsBIERF3-OE)和RNAi(OsBIERF3-RNAi)植株。幼苗期OsBIERF3-OE植株生长受到抑制，这种抑制效果会随着生长逐渐消失。农艺性状表明OsBIERF3-OE植株提高了单穗重和单穗谷粒数而OsBIERF3-RNAi植株降低了穗重、结实率和千粒重。OsBIERF3-OE植株提高了对稻瘟病和白叶枯病的抗性，分别表现为病斑数量和病斑长度的减少;同时OsBIERF3-OE植株还提高了对褐飞虱(Nilaparvata lugens)的抗性。相反，OsBIERF3-RNAi植株降低了对稻瘟病、白叶枯病和稻飞虱的抗性。稻瘟菌处理后OsBIERF3-OE株系中PR3、PR5、PR8和PR10等防卫基因强烈上调表达而在OsBIERF3-RNAi植株则下调表达。稻瘟侵染后OsBIERF3-OE植株SA含量稍有增加，OsBIERF3-RNAi与WT都保持不变;OsBIERF3-OE植株JA含量显著增加而OsBIERF3-RNAi植株显著下降。透射电镜鉴定显示OsBIERF3-OE提高了细胞壁的厚度，其细胞壁合成酶和苯丙烷代谢基因上调表达。全基因组芯片分析发现大量PR基因、LRR蛋白、蛋白激酶、转录因子等显著上调表达，其中和拟南芥JA信号途径的标志基因PDF1.2同源的Defensin基因显著上调，所以我们推测OsBIERF3通过JA信号途径提高对稻瘟和白叶枯病抗性。与此同时，OsBIERF3也可能参与调控了非生物逆境。高盐和干旱胁迫处理后，OsBIERF3转基因植株和野生型无显著性差异，说明OsBIERF3不参与对盐和干旱的调控。相反，OsBIERF3-OE植株显著降低对低温胁迫的耐受性，而OsBIERF3-RNAi植株则提高对低温胁迫的耐受性;生理和分子进一步分析显示，OsBIERF3-OE植株脯氨酸含量和抗冷相关基因均显著下调而OsBIERF3-RNAi植株均显著上调;外源ACC和ABA处理后均能回补OsBIERF3-OE植株对低温的耐受性，说明乙烯和ABA信号途径可能共同参与OsBIERF3调控低温胁迫反应。 (2) ONAC022正调控抗旱抗盐反应。进化分析表明ONAC022属于Ⅳ亚家族，与ONAC095相似性最高;与已知功能的SNAC1和SNAC2多重序列比较发现N端存在保守的NAC结构域;启动子分析发现含有很多逆境相关的顺式作用元件。干旱、高盐和低温强烈诱导ONAC022基因的表达，ABA、JA和SA也能微弱诱导表达;在水稻-稻瘟菌间的非亲和互作中ONAC022表达显著上调。组织器官表达分析发现在叶片中表达量最高。亚细胞定位表明ONAC022是一个核定位蛋白，体外凝胶阻滞(EMSA)试验表明ONAC022蛋白能和NACRS核心序列结合，酵母转录活性试验表明ONAC022具有转录激活活性。为了解析ONAC022的功能，农杆菌介导的遗传转化得到ONAC022-OE植株。在3和6μmol/L ABA存在的条件下，ONAC022-OE株系种子的发芽率显著降低，只有野生型的60％;同时植株根长和芽长也显著降低。ONAC022-OE植株通过增加脯氨酸和可溶性糖含量、降低自身蒸腾作用提高了对干旱、高盐的耐受性。ONAC022-OE植株积累的ABA含量是野生型的1.5倍左右，ABA合成相关基因显著上调表达。qRT-PCR分析发现ONAC022-OE植株中大量逆境相关基因上调表达，包括PP2C家族、LEA、ABA响应基因RAB21、MYB和DREB转录因子等功能基因。但ONAC022-OE株系的株高、单穗重、单穗谷粒数和千粒重指标下降。证明ONAC022可能通过ABA信号途径正向调控干旱、高盐耐受性