轉錄因子OsERF3介導的水稻抗蟲機理研究

《轉錄因子OsERF3介導的水稻抗蟲機理研究》是依託浙江大學，由婁永根擔任項目負責人的重點項目。

基本介紹

• 中文名：轉錄因子OsERF3介導的水稻抗蟲機理研究
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：婁永根
• 項目類別：重點項目

項目摘要

以我們前期鑑定的一個水稻誘導抗蟲反應中的重要早期調控因子OsERF3為研究切入點，利用酵母雙雜交、雙分子螢光互補等方法，分離鑑定OsERF3上下游的重要互作因子；利用螢光顯微技術和定量PCR，分析這些互作因子在細胞內的分布部位及其誘導表達特徵；利用反向遺傳學方法，獲得抑制或過量表達上述一個互作因子基因的水稻純合突變體，並通過突變體間雜交（結合利用我們已有的其他突變體），獲得相關的2個或多個基因突變體；利用基因組學、代謝組學、分子生物學、化學分析以及生物測定等研究方法，比較上述相關突變體與正常水稻在蟲害脅迫下防禦相關MAPK活性、信號分子含量、轉錄組、防禦化合物指紋圖以及抗蟲性等的差異；分析OsERF3、互作因子及相關信號途徑間的上下游關係；從而深入揭示OsERF3介導的水稻抗蟲反應機理，獲得具有自主智慧財產權的水稻重要抗蟲功能基因，為水稻抗性品種的培育與合理利用提供重要的理論與技術指導。

結題摘要

本項目以我們前期鑑定的一個水稻誘導抗蟲反應中的重要早期調控因子OsERF3為研究切入點，鑑定了10多個OsERF3上下游調控元件及其互作因子，並對其中的多個重要調控元件和互作因子在水稻誘導抗蟲反應中的作用開展了研究。研究發現作用於OsERF3上游的調控元件OsLRR-RLK1，可能是水稻識別二化螟為害信號的一個受體，它可以正調控二化螟為害誘導的水稻JA、JA-Ile和乙烯的生物合成，從而激活水稻對二化螟的抗性。上游元件OsMPK20-5反向調控OsERF3的轉錄水平，降低褐飛虱產卵誘導的乙烯和NO含量，從而阻止水稻因過度防禦而產生的自毒。沉默OsLRR-RLK2降低OsERF3轉錄水平及OsMPK6組成型活性、改變轉錄因子OsWRKY30、OsWRKY13和OsWRKY89轉錄水平，導致褐飛虱為害誘導的JA、JA-Ile和ET含量下降、SA和H2O2含量上升，並增強對稻飛虱的抗性。分析了2個OsERF3下游元件OsWRKY70和OsWRKY53在調控水稻防禦反應中的作用，發現OsWRKY70能激活JA的生物合成，但同時抑制GAs的合成，從而在協調植物生長與防禦中發揮重要作用；OsWRKY53是OsMPK3/OsMPK6的一個負反饋調節子，它可以通過抑制早期防禦反應的信號途徑，控制植物防禦投資的過度。揭示了OsERF3的3個互作因子，Os-28、OsHC03和OsHC13可以分別通過發揮E3泛素連線酶作用、調控防禦相關信號途徑等影響水稻的防禦反應。研究結果為OsERF3介導的水稻抗蟲反應提供了一幅比較清晰的作用機理圖，不僅深入揭示了水稻誘導抗蟲反應的機理，而且獲得了具有自主智慧財產權的水稻重要抗蟲功能基因，為水稻抗性品種的培育與合理利用提供了重要的理論與技術指導。