uORF介導(dǎo)的翻譯控制在平衡水稻生長與防御間的協(xié)同應(yīng)用及Xa3-Xa26識別的配體的初步研究.pdf

1、水稻不僅是單子葉植物基礎(chǔ)研究的模式生物，同時(shí)也是最重要的糧食作物。大量病原微生物可引起水稻病害的發(fā)生，導(dǎo)致全球范圍內(nèi)的糧食損失，威脅糧食安全。培育對多種病原具有廣譜和持久抗性的水稻一直都是育種家們的主要目標(biāo)之一。
　　系統(tǒng)獲得抗性是一種保護(hù)植物免受各種病原微生物侵染的可誘導(dǎo)的防御反應(yīng)，其中NPR1（nonexpresser of pathogenesis-related genes1）作為擬南芥系統(tǒng)獲得性抗性反應(yīng)的核心調(diào)控因子。他

2、人研究揭示在水稻中超量表達(dá)AtNPR1會(huì)增強(qiáng)對多種細(xì)菌及真菌的抗性，與此同時(shí)伴隨著對水稻生長發(fā)育帶來的嚴(yán)重的負(fù)面影響。他人從全基因組表達(dá)譜分析中找到一個(gè)熱激因子類的轉(zhuǎn)錄因子TBF1，證明其在生長與防御之間的轉(zhuǎn)換中發(fā)揮作用，并且自身受到轉(zhuǎn)錄水平和翻譯水平的雙重調(diào)控。
　　平衡作物生長發(fā)育與防御反應(yīng)一直是研究的熱點(diǎn)。合作方利用一個(gè)免疫誘導(dǎo)性啟動(dòng)子TBF1及其基因5'非翻譯區(qū)里面的兩個(gè)響應(yīng)病原菌的上游開放讀碼框(uORFSTBF1)構(gòu)建

3、了“TBF1-cassette”去控制表達(dá)抗病育種候選基因AtNPR1。我們在水稻中實(shí)驗(yàn)證明:1、擬南芥“TBF1-cassette”能夠在水稻中發(fā)揮正常的功能;2、“TBF1-cassette”控制表達(dá)的AtNPR1轉(zhuǎn)基因水稻賦予對多種病原微生物廣譜的抗性;3、“TBF1-cassette”控制表達(dá)的AtNPR1轉(zhuǎn)基因水稻在病原接種前后能夠顯著的降低農(nóng)藝性狀的損失，且能夠有效的控制假病斑的生成。
　　水稻主效抗病基因Xa3/Xa

4、26與Xa21都編碼富亮氨酸重復(fù)受體蛋白激酶，其具有相似的結(jié)構(gòu)、功能特征。同時(shí)二者存在略有差異的抗譜，前者對白葉枯菌PXO99表現(xiàn)出敏感性，而后者則表現(xiàn)出良好的抗性。本研究通過比對Xa21識別的配體RaxX在Xa3/Xa26對應(yīng)的抗感菌株中的序列情況，發(fā)現(xiàn)白葉枯菌PXO61與PXO99A存在一個(gè)單核苷酸多態(tài)性差異，隨后將RaxX-PXO61導(dǎo)入到親和菌株P(guān)XO99A中，通過接種自身啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)表達(dá)的牡丹江8背景的Xa3/Xa26轉(zhuǎn)基因材料