磷脂是生物膜的重要组成部分,某些脂质也是细胞内重要的信号分子。磷脂酶D(phospholipase D,PLD)催化磷脂产生信号分子磷脂酸(phosphatidic acid,PA)。研究表明拟南芥磷脂酶D在逆境胁迫中起着重要的作用。水稻有17个PLD成员,比拟南芥更为复杂多样,但水稻磷脂酶D在逆境胁迫中的作用及其分子调控有待探索。本研究主要分析了水稻PLDζ1在盐胁迫反应中的作用及其分子调控。分析表明PLDζ1在分蘖期和抽穗期的叶片中表达量较高,并且叶片中的PLDζ1能够被盐胁迫所诱导。观察在烟草叶片中瞬时表达的绿色荧光标签蛋白发现PLDζ1定位在内质网中。通过克隆PLD1和表达PLDζ1重组蛋白,分析其酶活特性。结果发现水稻PLDζ1需要PIP2激活,且不依赖钙离子,但受高浓度钙离子所抑制。为分析PLDζ1在植物生长和逆境胁迫中的作用,本研究分离了 PLDζ1突变体和创建超表达植株。结果表明PLDζ1缺失突变体在盐胁迫下生长明显受阻,株高和地上部鲜重都显著低于野生型,且叶片在盐胁迫下受损程度显著高于野生型;而PLDζ1超表达植株的耐盐性明显高于野生型。同时还发现盐胁迫下PLDζ1缺失使钠离子外排蛋白相关基因的下调,以及钠离子内排蛋白相关基因的上调表达,并导致突变体体内钠离子含量显著高于野生型。施用PA形成抑制剂则可部分削减了突变体与野生型耐盐性的差异,表明PLDζ1产生的PA在耐盐性调控方面起了一定的作用。脂质代谢分析表明PLDζ1的缺失可导致多种脂质包括磷脂酸PA的变化。研究还发现PA能够与钠离子转运调控蛋白SOS3相互作用,同时也可与核糖体蛋白S6激酶(S6K1)互作。表明PLDζ1活性产生的PA与SOS3和S6K1互作而调控盐胁迫下的离子平衡和植株生长,从而增强植株的耐盐性。