MAPK基因在Xa21介导的水稻白叶枯病抗性反应中的功能研究

白叶枯病是影响水稻生产的第一大细菌病害，1995年克隆的白叶枯病抗性基因Xa21具有广谱抗性，编码受体激酶，16年来共鉴定了 XB3、XB10、XB15、XB24和Bip3等5个Xa21抗病途相关元件，但这些元件对抗性的影响较小，且大都表现负调控作用，可以说还不是关键元件。从其它受体激酶的信号传导途径分析，人们提出假说认为水稻MAPK在Xa21介导的抗病途径中发挥重要作用，但并没有实验证据。项目组发现了可被XA21磷酸化的MAPK蛋白质，以及在抗性反应中表达变化的MAPK蛋白质成员，建立了MAPK级联反应与Xa21介导的抗病途径的关联，为深入研究MAPK的功能打开了一个工作面，为此，项目组拟利用系统的生化和遗传手段对候选MAPK的功能以及它们之间可能的级联关系进行研究，预期成果对水稻白叶枯病抗性机理、激酶受体的信号传导途径等方面都有重要的理论意义和应用价值。

水稻是世界上最重要的粮食作物之一，白叶枯病是危害水稻最为严重的细菌性病害，Xa21是最早克隆的水稻白叶枯病抗性基因，编码类受体激酶，了解Xa21介导的水稻抗病过程中的关键元件具有重要的理论意义和应用价值。在本研究中，我们采用基于抗体的蛋白质学策略，鉴定到多个在抗病过程中发生表达变化的蛋白质，包括病程相关蛋白质、转录因子等。为了具体了解MAPK基因在抗病过程中的作用，我们构建了8个MAPK基因（1个MEKK，4个MEK和3个MAPK）的超表达及RNAi质粒，通过农杆菌介导的转化技术获得了具有Xa21背景的再生水稻植株，通过多代的遗传分析，现都已获得了稳定的转化株系，接种白叶枯病菌后，发现多个转化株系表现叶片病斑变长，暗示其所涉及的MAPK表达量的改变对Xa21决定的抗性有影响。通过对转基因植株的表型分析，也发现了具有明显表型变化的转基因材料，说明这些MAPK在水稻植株的发育过程中也发挥作用。体外克隆表达了这些MAPK蛋白质，开展了蛋白质-蛋白质相互作用分析及磷酸化分析，克隆表达了WRKY转录因子，开展了与DNA元件的结合分析，此外，本研究过程中，利用构建的水稻抗体资源库和表达数据库，鉴定到组成型表达蛋白质，可用作免疫印迹分析的参考蛋白质，制备了白叶枯病菌总蛋白质的抗体，可以替代传统方法检测水稻叶片中的白叶枯病菌侵染情况。在过去4年中，共发表标注基金号的论文13篇（4篇SCI，8篇一级学报，1篇核心期刊），多次在国内学术会议上做大会报告。关于MAPK功能的工作还需补充生化的数据，接种的数据也需要重复核实，相关工作会陆续发表。