水稻-稻黄单胞菌互作系统中Harpin受体的鉴定及应用基础

稻黄单胞菌Hpa1是Harpin蛋白，激活植物免疫抗病性。Hpa1通过III型系统分泌，结合在植物细胞膜上，被认为是一种PAMP，但在植物(水稻)中的受体还不清楚。前期工作中通过蛋白质-蛋白质互作，从水稻中获得了Hpa1的互作因子OsHPA1，并发现拟南芥和烟草中有其同源基因。为了揭示Hpa1激发过敏反应机制，本项目拟在生化水平上证实Hpa1与OsHPA1的相互作用，明确OsHPA1与其它植物病原细菌已知harpin蛋白的互作关系；通过同源性，克隆拟南芥和烟草中的对应基因；通过基因沉默和过量表达，获得OsHPA1沉默和过表达的植物材料，测定harpin类蛋白在其上的HR能力及其对应病原菌突变体在其上的感病性或抗病性，分析OsHpa1潜在的抗病育种价值，并揭示OsHpa1在植物-病原物互作中的作用机制。以上研究为进一步分析OsHpa1的表达与调控以及利用其培育抗病新种质提供科学和实践依据。

在本项目的支持下，我们对稻黄单胞菌Hpa1在植物中的识别蛋白的表达和功能进行了详细的研究。在酵母双杂交结果的基础上，克隆了水稻和烟草中互作基因的全长，明确了与Hpa1蛋白互作的关键功能域，证明了该基因还可以与病原细菌的HrpZ互作识别；在水稻和烟草中，互作基因的表达受Hpa1蛋白诱导，hpa1和hrcV突变体都不能诱导互作基因的表达；利用VIGS技术干扰互作基因在烟草中的表达，减弱烟草植物对Hpa1的识别能力，与先天免疫反应相关的胼胝质和H2O2累积量明显下降；在过表达烟草植物中，与PTI信号途径中的关键基因NbFLS2、NbBAK1、NbBIK1和NbHIN1的表达水平增高，对烟草花叶病毒的抗性增强。项目研究初步说明了Hpa1与其互作蛋白之间的识别在稻黄单胞致病过程中的生物学功能。在项目的执行过程中，发表了基金标注的学术论文7篇，其中SCI论文5篇，中文核心期刊2篇；培养了1名博士研究生和2名硕士研究生，超额完成了项目计划书中的技术指标。