世界上约20﹪栽培地和近1/2的灌溉地遭受盐害,土壤盐害严重抑制植物的生长,降低作物的产量.与动物不同,植物无法躲避盐害,所以提高植物耐盐性显得十分重要.目前,植物耐盐性研究多集中在蛋白质磷酸化方面,而对磷酸酶介导的蛋白质去磷酸化研究很少.该研究通过在水稻中引入自身不存在的钙调磷酸酶来研究磷酸酶在水稻耐盐性中的作用,结果表明由磷酸酶介导的蛋白质去磷酸化在植物耐盐性中具有十分重要的作用.钙调磷酸酶(CaN)是丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶家族中唯一受Ca<2+>/钙调素(CaM)调节的磷酸酶,是Ca<2+>信号途径上的重要组分.CaN是异源二聚体,由CNA催化亚基和CNB调节亚基组成.在动物细胞中,CaN参与多种细胞功能的调节,如T细胞活化、神经传递、心肌肥大和离子平衡等.该研究首次将来自小鼠的钙调磷酸酶催化亚基基因(CNAtr)通过农杆菌介导法导入水稻,转基因水稻在稻田能够正常生长、结实,田间性状与非转基因水稻没有明显差异.生理生化分析表明转基因水稻耐盐性明显提高.与对照植株相比,120mMNaCl处理12天后转基因水稻生长受到的影响相对较小,转基因水稻植株叶绿素含量和蛋白质含量均高于非转基因水稻;转基因水稻根耐盐性尤其明显,体现在较快的根生长、较高的根鲜重和根干重.该研究进一步分析了盐胁迫下转基因水稻根中Na<+>含量,结果表明转基因水稻根Na<+>含量明显低于非转基因水稻.该研究分析了转基因水稻叶、茎和根中钙依赖性蛋白激酶OsCDPK7基因的表达,同时分析了ABA信号途径上与植物耐盐性相关的Rab16A基因的表达.在0、1和8天不同盐处理时间,转基因水稻和非转基因水稻OsCDPK7基因的表达均没有明显变化,但Rab16A基因的表达模式在转基因和非转基因水稻之间存在明显差异.1 50mM NaCl处理8天时,转基因水稻茎中Rab16A基因的mRNA表达量明显高于非转基因水稻,这表明CNAtr转基因能够直接或间接调节水稻茎中Rab16A基因的表达.该研究通过将小鼠钙调磷酸酶导入水稻得到耐盐性提高的转基因水稻,这在基础理论研究和农业生产方面具有重要的意义.在基础理论研究上,这种转基因水稻可用以研究水稻耐盐性的分子机理;在农业生产上,这种转基因水稻可用来培育耐盐性强的水稻新品种.