水稻抗白葉枯病基因Xa7的克隆與抗病分子機制研究

《水稻抗白葉枯病基因Xa7的克隆與抗病分子機制研究》是依託浙江師範大學，由陳析豐擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：水稻抗白葉枯病基因Xa7的克隆與抗病分子機制研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：陳析豐
• 依託單位：浙江師範大學

項目摘要

白葉枯病作為水稻三大病害之一，嚴重影響水稻的生長發育與生產。水稻抗白葉枯病基因Xa7具有高抗、廣譜的抗病特性，比其它抗病基因的抗性更加持久，因此Xa7基因在植物抗病機理研究與水稻育種中都具有重要價值。本申請項目在已將Xa7基因定位於水稻第6染色體上56kb區間內、並確定Xa7候選基因的工作基礎上，通過候選基因的轉基因功能驗證，克隆Xa7基因；分析Xa7基因的啟動子序列、組織表達特徵與亞細胞定位情況等；研究Xa7與無毒基因avrXa7的互作模式，並利用基因晶片分析Xa7抗病途徑的下游基因，初步闡明 Xa7基因的生物學功能及抗病分子機制。本申請項目的研究成果必將豐富植物抗病分子機制的理論知識，同時為水稻抗病分子育種提供新的抗源，也為抗病基因與病原菌互作模式研究增添新的素材。

結題摘要

水稻Xa7是一個高抗、廣譜、持久的抗白葉枯病基因，在植物抗病機理研究與水稻育種中具有重要價值。課題組在已將Xa7基因定位於水稻第6染色體上56kb內、並預測了一個候選基因的基礎上，獲得該項目的資助，並在計畫期間取得了相應的試驗進展。研究表明Xa7候選基因的轉基因水稻（除部分株系外）顯著性提高了對白葉枯病菌的抗性，證明基因具有一定的抗病功能，但是在Xa7定位區間內仍然存在很多未知序列，也不排除Xa7的抗病性是有兩個緊密連鎖的基因所共同調控的。因此，通過構建水稻“鎮恢084”的基因組文庫和測序，獲得了這段120kb序列，與日本晴預測的56kb差異非常大，結合RNA-seq和RT-PCR在多個品種中的反覆驗證，最終明確了兩個新的Xa7候選基因，並轉化到了水稻中正在植株再生，待綜合分析這3個候選基因的功能後，確定Xa7基因。同時，我們還對Xa7的抗病機制進行了探索，生理測定表明Xa7基因的抗病應答中，提高了活性氧代謝酶的活性，增強了細胞對活性氧的清除能力，對細胞起到了更好的保護作用；基因晶片發現了一個基因Os03g0853200，其表達只在含有Xa7的各種水稻品種中受病菌的強烈誘導，推測是Xa7抗病應答中的一個關鍵調控基因。這些研究結果為Xa7基因抗病分子機理研究奠定了堅實的基礎，並獲得了一定的成果，發表研究論文4篇，其中SCI兩篇，授權專利1項，負責人晉升副教授，培養碩士研究生3名。