水稻细菌性条斑病菌抑制植物防卫反应的效应因子的分离克隆和功能鉴定

水稻是我国最重要的粮食作物，水稻细菌性条斑病是一种重要的水稻病害，严重影响水稻产量和品质的提高，但迄今尚未从水稻中鉴定出控制水稻细条病的抗病基因。前人和我们的研究结果表明，水稻细条病菌中存在一个依赖III型分泌系统的效应因子抑制水稻抗病基因介导的抗性和烟草的非寄主抗性，我们推测这个效应因子的存在可能是迄今尚未从水稻中鉴定出细条病的抗病基因的原因所在。基于前面的研究进展，本项目拟通过基因组导入的方法鉴定和克隆这个效应因子；同时鉴定效应因子蛋白功能以及在水稻细条病菌生活力和致病性中作用；以及鉴定对效应因子突变菌株产生抗性的水稻材料。本项目还将通过酵母双杂交和抑制差减杂交初步鉴定效应因子作用的靶蛋白或调控序列。围绕着这一项目的开展，我们拟开发一套烟草系统鉴定病原菌和植物的相互作用，以及建立水稻细条病菌报告基因检测系统。最后本项目将根据效应因子的作用方式，提出控制水稻细条病的策略。

本项目利用基因组导入方法鉴定和克隆了水稻细菌性条斑病菌中一个三型效应因子，该效应因子能够抑制水稻白叶枯菌在本氏烟上的非寄主抗性。对该因子进行序列分析发现，该效应因子即为无毒基因avrRxo1，经序列比对分析发现该效应因子在水稻细菌性条斑病菌中具有较高的保守性。利用原核表达获得该效应因子的纯化蛋白，检测了其透明质酸酶和ATP酶的酶促活性。通过结构域缺失及点突变鉴定了avrRxo1与抗病基因Rxo1识别、抑制非寄主抗性以及对真核细胞产生毒性的重要结构域及氨基酸位点。将该效应因子转入水稻白叶枯菌，发现该效应因子并不能抑制水稻白叶枯抗性基因的抗性，相反能够提高水稻对白叶枯菌的抗性，暗示水稻中可能存在对该无毒基因的抗性基因。利用同源重组法获得该效应因子的缺失突变体，发现突变体在水稻上的致病能力有所提高，也说明水稻中弱的抗性基因的存在。以该基因为诱饵利用酵母双杂交系统筛选其在水稻中的互作蛋白，共发现5个互作蛋白，参与调控水稻的生长发育、次生代谢和光合作用电子传递等。另在水稻材料IRBB21上发现6个新的抑制XA21抗性的菌株，目的基因正在克隆中。培养硕士生7人, 发表论文3篇，准备投稿1篇，发表专著1篇，学术会议论文5篇，申请专利1项，作为主要成员承办第十三届全国植物基因组大会。目前该研究已经基本按预定计划完成。