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

1、水稻是世界上重要的糧食作物之一，有超過50％的人以水稻為主食。然而，各種病蟲害嚴重威脅水稻的產(chǎn)量和品質(zhì)增長。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制，可為水稻抗白葉枯病育種應用提供理論基礎，對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基因，我們通過分析水稻基因表達芯片數(shù)據(jù)庫（http://www.ricearray.org/）中相關數(shù)據(jù)，篩選到一個表達量受

2、白葉枯病原菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae，Xoo）誘導表達上調(diào)的基因，將此基因命名為Xoo-responsive gene1(Xrg1)。通過遺傳學和分子生物學等方法，研究Xrg1是否參與水稻抗白葉枯病的生物過程。主要結(jié)果如下:
　　1、通過分析基因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與植物對生物和非生

3、物脅迫的信號響應有關，我們推測基因Xrg能夠參與水稻對生物和非生物脅迫的信號響應。
　　2、在水稻不同生長階段的不同組織部位分別提取RNA，反轉(zhuǎn)錄后通過qRT-PCR分析該基因的表達譜，我們發(fā)現(xiàn)Xrg1在水稻生長的各個時期均有表達，其表達量在莖葉中相對較高，并且隨著水稻發(fā)育階段的推進，其表達量逐漸增高。
　　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，并通過潮霉素標記檢測獲得陽性純合株系。通過qRT-PCR檢測不同株系Xrg1的表達量，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株系進行接菌和表型分析。
　　4、將陽性純合轉(zhuǎn)基因株系和對照材料接種白葉枯菌，分別統(tǒng)計接菌0d、7d和14d后的病斑長度和細菌生長量。結(jié)果表明，Xa21-Kitaake背景下的陽性轉(zhuǎn)基因材料X-Xrg1Ri的病斑長度以及細菌生長量均顯著高于陽性對照Xa21

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