水稻廣譜、持久抗褐飛虱主基因Bph3的功能分析

《水稻廣譜、持久抗褐飛虱主基因Bph3的功能分析》是劉裕強為項目負責人，南京農業大學為依託單位的面上項目。

基本介紹

• 中文名：水稻廣譜、持久抗褐飛虱主基因Bph3的功能分析
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：劉裕強
• 依託單位：南京農業大學

項目摘要

褐飛虱為水稻主要害蟲之一，嚴重威脅著世界水稻生產。抗褐飛虱主基因Bph3具有廣譜、持久的褐飛虱抗性。項目組前期完成了該基因的圖位克隆，表明該位點包含有四個編碼凝集素類受體激酶（OsLecRKs）的同源基因,四個OsLecRKs對褐飛虱的抗性存在累加作用；並初步通過酵母雙雜等實驗獲得了其互作蛋白。本項目擬利用含有單個或多個基因的轉基因材料，進行不同生物型褐飛虱抗性鑑定，研究Bph3位點四個同源基因與不同褐飛虱生物型間的互作，探索Bph3褐飛虱廣譜、持久抗性機制。通過RNAi和過表達、磷酸化、體外降解、胼胝質檢測及水稻植株和褐飛虱體內β-1,3-葡聚糖酶活測定等，研究OsLecRKs與β-1,3-葡聚糖酶互作是如何產生褐飛虱抗性，探索四個受體激酶抗褐飛虱的分子機制。本項目的完成不僅對闡明水稻抗吸汁類害蟲的機制具有重要的理論意義，而且對褐飛虱的生物防治及水稻的安全生產也將具有十分重要的套用價值。

結題摘要

褐飛虱為水稻主要害蟲之一，嚴重威脅著世界水稻生產。Bph3具有廣譜、持久的褐飛虱抗性。項目組前期完成了該基因的精細定位，發現該區間包含有四個高度同源的凝集素類受體激酶（OsLecRKs）的基因。本研究發現四個OsLecRKs對褐飛虱的抗性存在累加作用，表明Bph3的廣譜、持久抗性由四個基因共同控制。通過酵母雙雜、BiFC和Pull down實驗表明，OsLecRK2和OsLecRK3可與胼胝質降解相關的β-1,3-葡聚糖酶OsGNS16互作，並將其磷酸降解，引起胼胝質的積累，從而產生褐飛虱抗性。本研究解析了Bph3抗褐飛虱的機制，為水稻抗褐飛虱分子機制的闡明奠定了基礎。