水稻白叶枯病原菌无毒基因avrXa23的克隆及其与水稻关联蛋白互作的研究

由黄单胞杆菌引起的水稻白叶枯病是典型的"基因对基因"病害。在系统研究广谱抗病基因Xa23的基础上，本项目旨在克隆Xa23对应的病原菌无毒基因avrXa23，并研究其与水稻关联蛋白或基因互作的路径和过程。我们已利用Tn5转座系统构建了病原菌PXO99的突变体库，筛选到14个突变菌，经侧翼序列分析找到与无毒基因相关的突变体菌。通过筛选PXO99A的Cosmid文库，已获得avrXa23的侯选克隆。下一步拟通过亚克隆、回补验证等克隆avrXa23；通过酵母双杂获得水稻中与avrXa23互作的关联蛋白及其编码基因；利用荧光互补技术观察原生质体中无毒蛋白与水稻关联蛋白的识别过程及互作位点。通过RNAi方法研究水稻中无毒基因关联蛋白功能及对Xa23抗病性的影响。本研究不仅有助于了解Xa23和AvrXa23介导的水稻抗病反应路径，而且将进一步阐明Xa23的广谱抗病机制，为制定水稻抗病育种策略提供理论依据

水稻白叶枯病是典型的“基因对基因”病害。为揭示广谱高抗水稻白叶枯病基因Xa23的分子机理，我们在前期工作的基础上，通过亚克隆、回补验证等从白叶枯病菌中克隆了与Xa23对应的无毒基因avrXa23。其编码一个新的TALE (Transcription activator Like effector) 效应子蛋白，并保守存在于白叶枯病菌中，解释了Xa23广谱抗性的原因，对阐明Xa23基因的抗病分子机理发挥了关键作用。.在筛选avrXa23基因的突变体库中发现1个致病性下降的突变体菌，利用PCR-Walking分析发现hrcQ基因发生了突变，通过功能回补、RT-PCR等方法克隆了hrcQ基因，HrcQ基因是III型分泌系统（T3SS）的组成蛋白，是白叶枯病菌PXO99的致病因子之一，hrcQ基因突变，导致菌株的致病性完全丧失。.AvrXa23是黄单胞杆菌的一个效应子蛋白(TALE)，而所有天然的TALEs在重复可变区后都含有19-20个氨基酸的半个重复，称之为LHR（last-half-repeat）。在dTALEs装配过程中，LHR的存在增加了构建的复杂性及费用。我们通过一系列实验证明TALE的LHR是可以省略的，并发明了简化的dTALEs的装配技术，为dTALEs和TALENs的构建提供了更简便更省钱的方法。.利用酵母双杂交系统，以AvrXa23蛋白为诱饵筛选CBB23的cDNA文库，筛选到与AvrXa23互作的水稻蛋白Y6、Y20，初步结果证明这两个互作蛋白与水稻抗病相关。.我们研究发现，AvrXa23特异地识别EBEavrXa23位点，并激活Xa23基因的转录；CBB23等携带Xa23基因的水稻，在遇白叶枯病菌侵袭时，保守的AvrXa23都会激活Xa23蛋白的产生，从而导致水稻细胞程序性死亡，限制病菌在水稻组织内的繁殖扩散，最终表现出高度和广谱的抗病性。.发表论文7篇，其中SCI论文4篇，获得专利2项，培养研究生4名。