BAK1与非寄主抗性基因Rxo1互作介导水稻抗病反应的分子机制研究

随着基因克隆和转基因技术的发展，非寄主抗性基因在培育广谱持久抗性作物品种中具有重要的应用前景。但是，迄今非寄主抗性基因在异种植物中启动抗病反应的分子机制尚不清楚。Rxo1是一个从玉米中克隆的水稻细菌性条斑非寄主抗性基因，油菜素内酯受体激酶BAK1是我们在水稻中分离的与Rxo1互作基因，目前尚无BAK1调控植物非寄主抗性的报道。本项目拟以Rxo1和水稻细条病菌互作系统为模型，采用BIFC分析体系、超表达和RNAi等技术分析BAK1与Rxo1互作方式，揭示Rxo1在水稻中启动过敏性坏死抗病反应的上游信号识别传导的分子机理。本研究的结果将为深入了解非寄主抗性基因激活异种植物免疫反应的分子机制、比较寄主抗性基因与非寄主抗性基因信号传导途径异同提供有价值的信息，进而为探索新的病害防治策略提供依据。

拟南芥类受体激酶BAK1 (BRI1-associated kinase 1)在调控生长发育和免疫信号中有十分重要的作用。本研究对水稻中BAK1的同源基因暂命名为OsBAK1L。亚细胞定位表明，OsBAK1L定位于细胞膜，是SERKL(Somatic embryogenesis receptor kinase Like)家族成员。功能分析表明不携带Rxo1基因的OsBAK1L过表达转基因植株对细菌性条斑病菌表现感病，揭示OSBAK1L仅与Rxo1基因协同作用时参与调控水稻对抗细条病的抗性反应；OsBAK1L-RNAi转基因水稻中OsBAK1L表达降低，接种细菌性条斑病菌后，转基因苗与受体9804-Rxo1植株均表现过敏性反应(hypersensibility reaction，HR)，但是转基因苗HR反应推迟。HR反应相关基因OsMPK13表达量与HR变化趋势一致，在转基因苗中也出现表达推迟。上述结果初步表明OsBAK1L可能通过调节OsMPK13表达而推迟9804-Rxo1对细条病的HR反应。此外，我们鉴定了6个可能与OSBAK1L互作的蛋白，为进一步深入研究调控非寄主抗性的分子网络提供了线索。