结合激光微切割和芯片技术研究稻瘟菌侵染位点水稻细胞的基因表达谱及分离鉴定新调控基因

稻瘟菌侵染时分生孢子附着孢形成的侵染钉穿透水稻叶片细胞。因此，稻瘟菌分生孢子侵染位点的水稻细胞率先感受和识别稻瘟菌或其效应因子，并作出反应。但是，对稻瘟菌侵染位点水稻细胞中发生的早期抗病反应及基因表达变化并不清楚。本项目将结合激光微切割和基因芯片技术，研究稻瘟菌分生孢子侵染位点水稻细胞中的基因表达谱，分离鉴定水稻抗病调控基因。运用激光微切割技术分离稻瘟菌侵染后侵染位点水稻细胞，采用芯片技术分析基因表达谱，比较亲和性互作与非亲和性互作间侵染位点水稻细胞、分生孢子穿透水稻细胞与邻近细胞中的基因表达谱差异，筛选获得侵染位点水稻细胞中特异性表达的抗病调控候选基因，构建候选基因的RNAi和超表达转基因株系，比较稻瘟菌侵染后的病害表型，明确候选基因在抗病反应调控中的作用。研究结果将有助于解析水稻细胞对稻瘟菌侵染的早期抗病反应及其调控机制，为培育抗病转基因水稻材料提供新的抗病调控基因。

本课题重点对采用激光微切割结合芯片技术在稻瘟菌侵染点发现的特异性的基因的功能进行了研究。已经对发现的参与鞘脂合成的三个基因的功能进行了研究。其中的两个长链碱性激酶基因OsLCBK1和OsLCBK2基因的表达受到防卫信号分子和稻瘟菌处理的诱导。过量表达OsLCBK1的转基因株系对野火病和烟草花叶病毒的抗性增强。 在病菌侵染后,一些防卫相关的基因也同样受到诱导。用腐马霉素FB1处理过量表达OsLCBK1的植株，与对照相比，细胞死亡的程度降低.细胞死亡染色，电导率的测定以及过敏性反应指示基因的表达结果同样证实了这一结果。另外，我们也研究了1-磷酸鞘氨醇裂解酶基因的功能。SA，BTH和ACC后，OsSPL1的表达受到下调，但是在稻瘟菌处理后表达上调。过量表达OsSPL1的烟草植株对野火病的敏感性增加，表现出更加明显的病症，且PR基因的表达减弱。同样的，用腐马霉素FB1处理过表达OsSPL1的烟草植株，死亡细胞的染色，电导率的测定和过敏性指示基因表达的测定同样证实了过表达OsSPL1的烟草植株的细胞死亡的程度较高。正在研究其它找到的不同类型（如TGAs和参与乙烯途径的OsBIERF3）的基因的功能，为培育抗病转基因水稻材料提供新的抗病调控基因。