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细胞壁关联蛋白激酶WAK(Wall-associatedkinases)是一类特殊的类受体蛋白激酶RLK(Receptor-like kinases),其主要由胞外域,跨膜域及具有丝/苏氨酸激酶活性的胞内域三部分组成;其中胞外域可通过与细胞壁成分果胶共价交联感知细胞壁变化,胞内域具有激酶活性可以将胞外信号通过磷酸化的方式进行传送,为WAK跨膜传递信号提供了分子基础,进而产生一系列生理生化反应。本文以野生型水稻日本晴(Nipponbare)和OsWAK11基因两个RNA干扰株系oswak11-1和oswak11-2为主要材料,研究在不同浓度铜处理下,OsWAK11基因沉默对水稻生长及铜积累的影响;还比较了铜处理下不同水稻株系细胞壁各个组份的糖醛酸含量、铜结合能力、甲酯化程度的差异。另外,又分析了铜处理下野生型和oswak11-1和oswak11-2株系中3个重金属耐性相关的基因果胶甲酯酶OsPME14、丝裂原活化蛋白激酶OsMPK4、OsMPK14及金属硫蛋白基因OsMT2c的表达情况。研究结果表明:与野生型水稻日本晴相比,OsWAK11基因沉默导致水稻幼苗对过量铜更为敏感,oswak11-和和oswak11-2在整个生长期其生长明显矮于野生型;幼苗期的生长矮小主要是由于第四叶的生长迟缓导致的,通过石蜡切片观分析显示,水稻植株生长迟缓主要是由于第四叶细胞伸长变短所致。与此同时,铜处理后,oswak11-1和0swk11-2较野生型受到过量铜诱导的氧化胁迫更大,细胞膜受损程度较大。OsWAK11基因沉默后,铜处理也会引起细胞壁各个组分糖醛酸含量发生改变,降低了果胶甲酯酶的表达,从而促进了细胞壁的甲酯化程度,进而抑制了细胞壁结合铜的能力;细胞壁的这种外排作用的弱化使进入细胞内的重金属铜含量增加。通过qRT-PCR分析发现OsMPK4和OsMPK14在aswak11-1和oswak11-2株系中的表达相对野生型均显著下降,而OsMT2c基因的表达则无明显差异。综上,得出以下结论:1.OsWAK11基因沉默抑制细胞伸长,导致水稻植株矮小;2.OssAK11基因沉默引起细胞壁组分改变,导致细胞壁结合铜的能力下降;3.OsWAK11基因沉默加剧水稻体内铜诱导的氧化胁迫。