中文摘要：

裂原激活蛋白激酶（Mitogen-activated protein kinase, MAPK）信号级联在植物的生长、发育和对各种逆境的应答反应中起重要作用。本研究拟在分离水稻MAPK基因家簇的基础上，分析MAPK基因在主要生物逆境和非生物逆境胁迫下的诱导表达以及全生育期的时空表达谱，并结合MAPK功能失活或过量表达后全基因组水平的表达谱变化以及酶活性等生化分析，全面认识水稻MAPK及其信号级联的生物学功能。通过鉴定水稻MAPK基因家族中基因的功能，并以此为基础鉴定出其上游的MAPKK（或MAPKKK）和下游的目标基因，不仅能对该家族不同成员在信号途径中的分工有全面地认识，而且还可以鉴定出可用于作物抗病抗逆的遗传改良的基因。这样，可以将理论和应用研究有效地结合在一起，通过有限地投入取得较重大的研究成果。

结论摘要：

蛋白激酶信号级联放大系统存在于所有真核生物，并在生长、发育和对内外环境应答的信号转导过程中起非常重要的作用。然而在重要作物中关于蛋白激酶介导的逆境信号传导研究还非常有限。本项目系统地开展了水稻中MAPK、MAPKK、MAPKKK以及NPK1-like和CIPK等基因家族的基因分离鉴定。主要进展和结论如下1）分离到50多条水稻MAPK/MAPKK/MAPKKK基因的cDNA序列，8个NPK1-like基因和30个CIPK基因的cDNA序列；2）利用芯片和实时定量PCR分析了所有分离的蛋白激酶基因在的主要非生物逆境胁迫下的表达谱；3）完成了20多个蛋白激酶基因RNAi或超量表达的遗传转化和转基因植株抗逆鉴定，试验表明MAPKKK基因U41和CIPK基因OsCIPK03和OsCIPK15在作物遗传改良中存在应用价值；4）深入了鉴定一个MAPKKK基因U41，结果表明U41介导的MAPK信号级联反应在水稻抗旱中起非常重要的作用（目前还未见这方面的报道）。