云南疣粒野生稻白叶枯病抗性相关蛋白鉴定及功能分析

云南疣粒野生稻对白叶枯病菌具有广谱抗性，对国内外不同的来源代表菌高抗，但接种云南高原粳稻强毒白叶枯病菌株2001-28时出现了抗感差异，接种88份有9份高度感染，7份高抗。本研究利用二维凝胶电泳和质谱技术对菌株2001-28侵染两份抗感差异明显的云南疣粒野生稻137-1和148-5后的蛋白质表达谱进行分析；采用肽指纹图谱和蛋白质数据库同源序列比较，对差异蛋白质进行鉴定；根据水稻全基因组序列和生物信息学分析、推测抗病相关基因种类及序列；根据这些序列设计引物，并提取疣粒野生稻总RNA,利用RT-PCR法克隆部分抗病相关基因，将候选的抗病相关基因克隆到原核表达系统进行表达，表达产物经鉴定纯化后进行抗病功能检测，同时利用转基因技术将候选基因转入栽培稻，并进行功能验证，分析候选基因与白叶枯病抗性间的关系。本研究对于抗病育种以及研究云南疣粒野生稻的抗病信号传导途径及其抗病机理都有着重要的意义。

前期抗性鉴定结果表明两份云南疣粒野生稻资源148-5和137-1分别对云南高原粳稻强毒白叶枯病菌株2001-28高抗（HR）和高度感染(HS)。因此，本研究利用二维凝胶电泳和质谱技术对白叶枯病菌株2001-28侵染云南疣粒野生稻148-5(HR)和137-1(HS)后不同时间段的蛋白质表达谱进行分析，选取差异大于2倍的差异蛋白点（78个）进行质谱鉴定；采用肽指纹图谱和蛋白质数据库同源序列比较，成功鉴定出69个差异蛋白。根据水稻全基因组序列和生物信息学分析，推测抗病相关基因种类，筛选出10个可能与抗性相关的蛋白，通过实时荧光定量RT-PCR分析，确认了6个预测蛋白基因在侵染早期有显著的表达。根据候选基因序列设计引物，利用RT-PCR法成功克隆到3个抗病相关基因。利用超表达转基因技术，将其中的2个候选基因OMEY1基因（硫胺素生物合成酶基因）和OMEY2基因（半胱氨酸类酶基因）分别转入感病的栽培稻品种日本晴中。在转基因植株孕穗期接种白叶枯病菌2001-28，鉴定结果显示转基因植株抗性均较日本晴有不同程度增强，含OMEY1转基因植株比日本晴病斑面积降低19.8% - 48.1%，含OMEY2转基因植株比日本晴病斑面积降低24.94%-53.6%。表明这两个基因参与了水稻白叶枯病的抗性反应，并可能在其中发挥重要作用。该项目的实施对于发掘疣粒野生稻的抗性基因并更好地阐明其抗性机理具有重要意义。发表论文3篇；获实用新型专利2项、申请了发明专利1项；培养毕业硕士生3名和在读博士生1名。