水稻顯性抗病基因Xa7功能驗證及其與AvrXa7的互作機理

《水稻顯性抗病基因Xa7功能驗證及其與AvrXa7的互作機理》是依託浙江師範大學，由馬伯軍擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：水稻顯性抗病基因Xa7功能驗證及其與AvrXa7的互作機理
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：馬伯軍
• 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，比許多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50kb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基因的組織表達特徵與亞細胞定位情況、Xa7基因的抗病應答及其信號途徑、Xa7與無毒基因avrXa7的互作模式, 初步闡明Xa7基因的生物學功能及其與病原菌互作的抗病分子機制。本申請項目的完成將豐富植物抗病分子機制的理論知識，並有助於水稻抗病分子育種的實踐，同時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基因對白葉枯病具有高抗、廣譜而持久的抗性。在前期的研究中，我們將Xa7基因精細定位在120kb，並發現其中含有很多未知序列。在此基礎上，本研究首先利用TAC載體構建了一個水稻IRBB7的轉基因文庫，並篩選獲得了覆蓋Xa7定位區間的跨疊克隆，進行了水稻的遺傳轉化；同時通過RNA-seq技術分析了Xa7定位區間的轉錄情況，發現了只有3個轉錄本，並直接構建了這個3個基因的載體，獲得了3種轉基因水稻，其中一個候選基因轉基因水稻顯著性提高了對白葉枯病的抗性，驗證了該基因的功能。為研究Xa7抗病機理，利用基因晶片分析了Xa7抗病應答的轉錄組水平，發現OsTET3基因的表達在Xa7抗病應答中被顯著性誘導，過表達OsTET3基因提高了水稻植株對白葉枯病的抗性；OsTET3基因主要在根部表達，在葉上有少量表達，在莖和小穗中幾乎沒有表達，亞細胞定位表明OsTET3定位在細胞膜上。此外，通過伽瑪輻射對水稻鎮恢084（含Xa7）進行人工誘變，獲得了2萬多株誘變株系，篩選獲到了7個高度感病的突變株系，為研究Xa7抗病分子機制提供了非常好的材料。這些研究結果為了Xa7基因的抗病功能研究及其在水稻抗病育種中的利用奠定了堅實基礎。