【摘 要】
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稻瘟病对水稻的毁灭性巨大,对全球粮食安全造成重大威胁。选育高抗稻瘟病水稻对解决稻瘟病危害是最经济的方法。前期本实验室利用航天诱变获得了水稻广谱型高抗稻瘟病株系H4,
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稻瘟病对水稻的毁灭性巨大,对全球粮食安全造成重大威胁。选育高抗稻瘟病水稻对解决稻瘟病危害是最经济的方法。前期本实验室利用航天诱变获得了水稻广谱型高抗稻瘟病株系H4,H4含有与Pikh等位的R基因Pik-H4,并研究发现Pik-H4可以与同源异形结构域(HD)蛋白OsBIHD1互相作用,参与油菜素内酯与乙烯调控。而Pik-H4 NILs的转录组差异基因表达谱和ITRAQ差异蛋白质组发现HD转录因子HOS58的表达量下调,因此本文对HOS58进行了初步的功能研究,结果如下:1、HOS58是KNOX 2家族TALE型HD蛋白,水稻中该分支的蛋白还有HOS59、HOS66和OSH45。水稻KNOX 2的蛋白质序列中有144个绝对保守氨基酸,其中HD结构域的相似度高达84.75%。水稻KNOX 2蛋白被定位于细胞核中,属于核转录因子;KNOX 2蛋白在水稻各器官中表达,这是KNOX 2蛋白区别于KNOX 1蛋白的特征;KNOX 2蛋白不具有自转录激活特性,推测它们需要与其他蛋白结合以激活转录因子功能。2、HOS58、HOS59、HOS66和OSH45受稻瘟病诱导后表达量下降,HOS58不与Pik-H4直接相互作用。敲除HOS58后叶片病斑减少,植株稻瘟病抗性提高,且病程相关基因PR-1b表达量升高,而过表达HOS58后PR-1b表达量下降。初步推测稻瘟病胁迫负调节HOS58的表达,HOS58参与Pik-H4介导的稻瘟病抗病机制仍待进一步研究。3、过表达HOS58使植株出现叶倾角增大、暗形态建成中中胚轴伸长、对低浓度油菜素內酯敏感等BRs相关表型,且过表达HOS58后BRs相关基因BZR1、ILI1、DLT、BRD1、BRD2的表达量发生改变,因此初步确定HOS58参与BRs相关通路。4、通过酵母双杂交和GO聚类分析发现,HOS58的互作蛋白种类多,且多具有结合功能,这些蛋白可能与HOS58形成复合体行使转录调控功能。其中MSRB3在氧化应激中起到作用,HOS58可能受MSRB3调控从而参与稻瘟病抗病响应。XEH/XET参与细胞壁合成与分解,推测在稻瘟病响应中,HOS58表达量下调,XEH/XET合成木葡聚糖增加细胞壁厚度,从而抵御稻瘟病菌侵入钉的侵染。
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