稻瘟病菌碳水化合物结合模块（CBM）效应蛋白及其水稻互作蛋白功能研究

稻瘟病为害重、防治难，已成为影响水稻丰产稳产的关键因素。利用抗病品种是防治该病最经济有效的措施，但因稻瘟病菌的变异和新小种的产生而极易导致水稻品种抗病性丧失，造成病害流行。因此，要控制作物病害的发生，就必须加强植物-病原物互作的研究。病菌分泌的效应蛋白在寄主与病菌互作过程中担当非常重要的角色。本项目以水稻-稻瘟病菌互作系统为出发点，以前期筛选获得的一个碳水化合物结合模块效应蛋白MGG-08409为研究对象，采用基因敲除和过表达两种方法研究该效应蛋白对病菌生长发育和致病性的影响；采用双分子荧光互补检测系统进一步验证该效应蛋白和其互作蛋白DNAJ在水稻活体内的相互作用。通过构建DNAJ的RNAi和过表达转基因水稻植株，研究该蛋白对水稻生长发育和抗病性的影响。该项目的完成不仅可以揭示植物-病原菌的相互作用机制并且可为寻求抗病防治措施提供新的途径。

由于稻瘟病为害重、分布广、防治难，已成为影响水稻丰产稳产的关键因素。本项目以前期筛选获得的一个碳水化合物结合模块效应蛋白MGG-08409为研究对象，采用基因过表达和敲除两种方法研究该效应蛋白对病菌生长发育和致病性的影响，明确了该效应蛋白对稻瘟病菌的致病性。并采用体内体外实验证明了该效应蛋白具有结合和降解纤维素的能力。进一步采用酵母双杂交的方法筛选获得了该效应蛋白在水稻中的靶标蛋白DNAJ，并结合Luc系统和Pull-down实验方法进一步验证该效应蛋白和DNAJ蛋白在植物体内体外的相互作用。在水稻和稻瘟病的亲和性反应中DNAJ受到稻瘟病菌的诱导表达，在接种后96 h达到峰值。通过检测DNAJ的RNAi和过表达转基因水稻植株对稻瘟病菌的抗性反应，明确了DNAJ蛋白正向调节水稻抗稻瘟病反应。进一步挖掘DNAJ蛋白抗病分子机理，发现该蛋白受病菌PAMP因子Chitin和flg22诱导表达。另外，研究发现DNAJ的超表达植株和野生型植株在Chitin处理时的ROS产生量存在明显差异，超表达植株所产生的ROS量是野生型植株的7倍。以上研究结果表明DNAJ不仅参与了水稻的ETI反应，同时也参与了PTI反应。亚细胞定位的研究结果表明，二者均位于细胞质膜，而且DNAJ还位于胞间连丝（plasmodosmata）。该项目的完成不仅可以揭示水稻稻瘟病菌相互作用分子机制并且可为寻求抗病防治措施提供新的途径。在本项目的支持下，培养了博士研究生1名，硕士研究生2名。先后参与发表了SCI论文2篇，指导硕士研究生发表中文核心期刊1篇（待刊）。以上研究结果另外正在撰写SCI论文1篇。