水稻抗白葉枯病基因Xa21介導(dǎo)的病程相關(guān)蛋白表達(dá)研究.pdf

1、水稻是世界上最重要的糧食作物之一。由Xanthomonas oryzae pv.Oryzae(Xoo)引起的水稻白葉枯病，是一種嚴(yán)重的細(xì)菌性病害。水稻遭受白葉枯病菌侵染后會(huì)嚴(yán)重減產(chǎn)，甚至絕收。Xa21 對(duì)水稻白葉枯病具有廣譜抗性，其編碼的蛋白質(zhì)是一個(gè)類(lèi)受體蛋白激酶。對(duì)其抗病機(jī)理的研究不僅具有重要的理論意義，還具有重要的實(shí)用價(jià)值。
　　 病程相關(guān)蛋白（pathogenesis-related proteins，PRs）是指生物體受

2、病原菌誘導(dǎo)后產(chǎn)生的蛋白質(zhì)及其同源物的總稱。這些蛋白質(zhì)大多是一些酶類(lèi)，例如苯丙氨酸解氨酶、過(guò)氧化物酶、多酚氧化酶等，它們平時(shí)就存在于植物體內(nèi)，在植物受到嚴(yán)重侵害后，這些蛋白質(zhì)的表達(dá)量會(huì)升高。誘導(dǎo)PRs表達(dá)的生物脅迫有以下幾種，例如病原菌、昆蟲(chóng)、線蟲(chóng)和食草動(dòng)物等。人們將PRs分成了17個(gè)家族，族中的成員有著相同或相似的生化性質(zhì)。
　　 目前，PR-1，PR-17的功能未知；PR-2具有β-1,3-葡聚糖酶活性；PR-3，PR-4，P

3、R-8和PR-11具有殼多糖酶活性，其中PR-4是幾丁質(zhì)結(jié)合蛋白，PR-8 為溶菌酶；PR-5 為滲透素和類(lèi)奇甜蛋白；PR-6 為蛋白酶抑制劑，可以防御昆蟲(chóng)和線蟲(chóng)；PR-7，PR-9和PR-10分別為蛋白酶、過(guò)氧化物酶和核酶；PR-12，PR-13和PR-14分別為防御素、硫素和轉(zhuǎn)脂蛋白；PR-15和PR-16分別為萌發(fā)素蛋白和類(lèi)萌發(fā)素蛋白。作為下游防衛(wèi)基因，病程相關(guān)基因廣泛存在于不同植物中。PRs的表達(dá)受病原菌等的誘導(dǎo)，也受上游抗病基

4、因的介導(dǎo)。
　　 我們選取OsPR1a，OsPR1b和OsPR10a 為研究對(duì)象，旨在揭示Xa21 與PRs的關(guān)系，為水稻抗病研究提供理論依據(jù)。本實(shí)驗(yàn)用原核表達(dá)系統(tǒng)克隆表達(dá)了OsPR1a，OsPR1b和OsPR10a 3個(gè)蛋白質(zhì)并純化制備了抗體。水稻接菌取材后，獲得了抗?。≧）、感?。⊿R-）、感?。⊿avr-）和對(duì)照（M）4種材料。Western-blot分析發(fā)現(xiàn)：1、在Xa21 存在的抗病反應(yīng)（R）中，病程相關(guān)蛋白的表達(dá)量要

5、明顯高于沒(méi)有Xa21 存在的感病反應(yīng)（SR-）。2、而且同樣是在Xa21 存在的情況下，非親和反應(yīng)(R)中病程相關(guān)蛋白的表達(dá)量明顯高于親和反應(yīng)（Savr-）。3、在兩種抗病反應(yīng)（SR-）和（Savr-）的比較中，大多數(shù)情況下病程相關(guān)蛋白的表達(dá)量沒(méi)有顯著差異。我們的實(shí)驗(yàn)證明了：1、在抗病基因Xa21 與病原菌無(wú)毒基因可以相互識(shí)別的情況下（R），Xa21 對(duì)PRs的表達(dá)起到介導(dǎo)作用，促使PRs 更高地表達(dá)。2、抗病基因Xa21 與病原菌無(wú)毒