《廣譜抗病蛋白RPW8.1介導稻瘟病抗性的分子機理研究》是王文明為項目負責人，四川農業大學為依託單位的面上項目。
基本介紹
- 中文名：廣譜抗病蛋白RPW8.1介導稻瘟病抗性的分子機理研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王文明
- 依託單位：四川農業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
稻瘟病抗性的分子機理一直是一個重要的研究熱點。目前分離出的稻瘟病抗性基因主要編碼NBS-LRR類蛋白，多屬小種特異性抗性，基因類型單一，抗性難以持久。因此，有必要增加抗病基因類型和抗性基因資源。RPW8.1是從模式植物擬南芥中分離出的一個廣譜抗病基因，我們前期研究發現，它通過提高擬南芥的基礎抗性產生對白粉病菌和霜霉病菌等絲狀病原菌的抗病性；而且，利用稻瘟病菌侵染誘導性啟動子在水稻中表達RPW8.1，獲得的轉基因水稻具有稻瘟病抗性。本項目擬在此基礎上，通過抗譜測定、抗病細胞學分析、超氧化物迸發與胼胝質積累、防禦相關基因的表達分析幾個方面來剖析RPW8.1轉基因水稻對稻瘟病的抗病性，同時利用差異轉錄組分析、互作蛋白的篩選鑑定和功能研究來系統闡明RPW8.1如何調控水稻的防禦系統產生對稻瘟病的抗病性，從而明確在水稻中表達異源廣譜抗病基因產生抗病性的分子機理，為跨物種轉移廣譜抗病基因提供理論指導。
結題摘要
稻瘟病抗性機理一直是植物病理學的一個研究熱點，RPW8.1在擬南芥中通過增強基礎抗性產生對白粉病和霜霉病的抗性。用稻瘟病菌侵染誘導性啟動子在水稻中表達RPW8.1，可明顯提高對稻瘟病菌的抗性。通過抗病細胞學分析，發現對稻瘟病抗性表現為抗擴展。通過差異轉錄組分析發現乙烯信號在RPW8.1介導的細胞死亡和抗病性中起重要作用。通過篩選鑑定RPW8.1介導的細胞死亡和抗病性的增強子和抑制子突變體，發現調控葉片發育的基因AS1和調控生物鐘及小RNA合成的基因XCT正調控RPW8.1介導的細胞死亡和抗病性，而膜聯蛋白基因ANN8負調控RPW8.1介導的細胞死亡和抗病性。而且，篩選RPW8.1的互作蛋白鑑定到一個控制乙烯信號的關鍵基因，RPW8.1一方面可能通過激活乙烯信號通路來增強PTI；另一方面乙烯信號通路又反饋抑制RPW8.1的表達。雖有報導，調控免疫相關的基因可以通過跨物種轉移並在受體物種中發揮作用，已經報導的跨物種基因轉移包括從雙子葉植物到單子葉植物、從單子葉植物到雙子葉植物以及在不同種雙子葉植物間，但還沒有從雙子葉植物到單子葉植物轉移抗病基因的報導。本項目實現了從模式雙子葉植物擬南芥向模式單子葉植物水稻轉移抗病基因，為跨物種轉移抗病基因提供了新的成功案例，也為在農作物中利用模式植物的有利基因提供依據。RPW8.1可以通過對乙烯信號和增強PTI信號來調控植物免疫力，因此，可以利用RPW8.1這種功能，通過轉基因技術在不同作物中定向、定點、定位表達RPW8.1來構築抗病性，創製抗病新種質和培育抗病新品種。
