水稻隐性抗白叶枯病基因xa5显性化利用的研究

水稻白叶枯病是严重影响水稻产量的病害。防治白叶枯病最经济有效的方法是选育和利用抗病品种。随着转基因专项的开展以及国家对转基因水稻的商业化开放，转基因水稻成为研究和利用的热点。但是利用隐性基因的植物基因工程研究较少。本项目拟以克隆的隐性抗白叶枯病基因xa5为目标基因，探索植物基因工程新方法。本项目设计两种策略，即在转基因植株中分别表达Xa5的人工micoRNA和xa5，或表达Xa5的RNAi(RNA interference)片段和蛋白序列与xa5完全一致的改造基因。这两种策略都将降低转基因水稻Xa5的表达量，同时表达xa5的蛋白，从而实现隐性基因xa5的显性化利用。本研究将促进水稻抗白叶枯病育种，为植物隐性基因的基因工程利用奠定基础，同时也将为重要基因的功能鉴定提供新的思路。

水稻白叶枯病是严重影响水稻产量的病害。隐性抗病基因是抗病育种的重要资源，在本项目开展之时，利用隐性基因的植物基因工程研究非常少见。本项目以克隆的隐性抗白叶枯病基因xa5为目标基因，设计了两种探索隐性基因植物基因工程利用策略。策略一是在转基因植株中同时表达Xa5 RNAi (RNAinterference) 片段和蛋白序列与xa5完全一致的改造基因；策略二是在转基因植株中同时表达Xa5（显性）的人工microRNA 和来源水稻的xa5，研究结果表明，策略一获得的转基因植株对白叶枯病的抗病性得到了显著的提高，而策略二获得的转基因植株对白叶枯的抗病性未得到的明显改善，说明策略一更适合隐性基因xa5的显性化利用。进一步对转基因植株的后代抗病能力与相关基因的表达强弱的相关性研究，证明了Xa5是导致水稻易感白叶枯病基因， xa5则不能激活水稻的感病途径，Xa5与xa5存在着竞争同一底物的作用机制。本项目将促进水稻抗白叶枯病育种，为植物隐性基因的基因工程利用奠定基础，同时也将为重要基因的功能鉴定提供新的思路。