Xrg1參與調(diào)控Xa21介導(dǎo)的白葉枯病抗性的分子調(diào)控機(jī)制研究.pdf

1、水稻是世界上重要的糧食作物之一，有超過(guò)50％的人以水稻為主食。然而，各種病蟲(chóng)害嚴(yán)重威脅水稻的產(chǎn)量和品質(zhì)增長(zhǎng)。水稻白葉枯病是水稻重大病害之一，在世界大部分水稻產(chǎn)區(qū)均有發(fā)病。因此，研究水稻抗白葉枯病的分子機(jī)制，可為水稻抗白葉枯病育種應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)，對(duì)確保糧食安全具有重要意義。
　　為了尋找與水稻抗白葉枯病的相關(guān)基因，我們通過(guò)分析水稻基因表達(dá)芯片數(shù)據(jù)庫(kù)（http://www.ricearray.org/）中相關(guān)數(shù)據(jù)，篩選到一個(gè)表達(dá)量受

2、白葉枯病原菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae，Xoo）誘導(dǎo)表達(dá)上調(diào)的基因，將此基因命名為Xoo-responsive gene1(Xrg1)。通過(guò)遺傳學(xué)和分子生物學(xué)等方法，研究Xrg1是否參與水稻抗白葉枯病的生物過(guò)程。主要結(jié)果如下:
　　1、通過(guò)分析基因Xrg1編碼的氨基酸序列和蛋白結(jié)構(gòu)，我們發(fā)現(xiàn)蛋白XRG1含有一個(gè)脯氨酸羥化酶結(jié)構(gòu)域(P4Hc)，在擬南芥中含有該結(jié)構(gòu)域的蛋白AtP4H1與植物對(duì)生物和非生

3、物脅迫的信號(hào)響應(yīng)有關(guān)，我們推測(cè)基因Xrg能夠參與水稻對(duì)生物和非生物脅迫的信號(hào)響應(yīng)。
　　2、在水稻不同生長(zhǎng)階段的不同組織部位分別提取RNA，反轉(zhuǎn)錄后通過(guò)qRT-PCR分析該基因的表達(dá)譜，我們發(fā)現(xiàn)Xrg1在水稻生長(zhǎng)的各個(gè)時(shí)期均有表達(dá)，其表達(dá)量在莖葉中相對(duì)較高，并且隨著水稻發(fā)育階段的推進(jìn)，其表達(dá)量逐漸增高。
　　3、為了研究基因Xrg是否調(diào)控水稻白葉枯抗病基因Xa21介導(dǎo)的抗性，我們構(gòu)建了在Xa21-Kitaake背景下的Xrg

4、1 RNAi轉(zhuǎn)基因干涉株系，并通過(guò)潮霉素標(biāo)記檢測(cè)獲得陽(yáng)性純合株系。通過(guò)qRT-PCR檢測(cè)不同株系Xrg1的表達(dá)量，以此明確不同株系Xrg1的干涉程度，并選擇其中干涉程度顯著的兩個(gè)株系進(jìn)行接菌和表型分析。
　　4、將陽(yáng)性純合轉(zhuǎn)基因株系和對(duì)照材料接種白葉枯菌，分別統(tǒng)計(jì)接菌0d、7d和14d后的病斑長(zhǎng)度和細(xì)菌生長(zhǎng)量。結(jié)果表明，Xa21-Kitaake背景下的陽(yáng)性轉(zhuǎn)基因材料X-Xrg1Ri的病斑長(zhǎng)度以及細(xì)菌生長(zhǎng)量均顯著高于陽(yáng)性對(duì)照Xa21

5、-Kitaake植株，而轉(zhuǎn)基因陰性株系接菌后與對(duì)照Xa21-Kitaake無(wú)明顯差異。此結(jié)果表明Xrg1參與了Xa21介導(dǎo)的白葉枯病的抗病反應(yīng)過(guò)程。
　　5、為了研究XRG1參與水稻抗白葉枯病的分子機(jī)制，我們構(gòu)建了35S-XRG1-GFP亞細(xì)胞定位載體，在水稻原生質(zhì)體中進(jìn)行了XRG1-GFP重組載體的瞬時(shí)表達(dá)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該重組蛋白定位于細(xì)胞核中，表明XRG1可能在細(xì)胞核內(nèi)發(fā)揮功能。
　　6、為了探究蛋白XRG1與XA21之間的