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PR基因(Pathogenesis-related gene, PR基因)是一类受病原菌或外源激素特异诱导的基因,研究证明它还和系统性获得抗性(systematic acquired resistance, SAR)有着密切的关系,常用做植物SAR建立的特征分子标记。在基因表达的调控中,转录的起始是个关键。特定的启动子起始过程常常决定了某个基因是否应当表达或表达量的多少。为了分析水稻Marker基因OsPR1b,OsPR5, OsPR10a这三个PR基因的表达特性,以进一步了解它们的表达和调控机制。我们构建了相应的GUS融合表达载体,进行GUS组织化学分析和酶活测定。另外,利用Real-timePCR对其在植物激素、三种非生物因子和水稻黄单胞菌P10(PXO124)致病菌处理下的表达水平进行了分析。实验研究的主要内容如下：1.根据NCBI中的水稻基因组序列从水稻品种日本晴(Oryza sativa L. ssp. japonica cv. Nipponbare)中扩增得到了三个PR基因的部分启动子序列,分别命名为OsPR1bp, OsPR5p, OsPR10ap,将它们放到启动子分析网站上进行搜索和扫描,预测得到了多个胁迫响应元件。构建相应的OsPR1bp::GUS, OsPR5p::GUS, OsPR10ap::GUS融合表达载体,采用农杆菌介导的转基因技术获得转基因植株。2. Real-time PCR分析发现在健康植株中,OsPRlb在水稻叶片中的表达量较高,而在茎、根、愈伤和花器中的表达量非常低；OsPR5的情况和OsPR1b类似,即叶片中的表达量相对较高；OsPR10a在各个组织中均有较强表达。3.研究转基因水稻的组织特异性时发现：在OsPR1bp和OsPR5p转基因植株的幼苗期,我们仅能在叶片中观察到明显的GUS活性,而在同时期的OsPR10ap转基因植株的根、茎、叶中均能检测到不同程度的GUS活性,其中根部的GUS表达特异性的分布在主根和侧根根尖,顶端分生区处尤为明显。转基因植株幼叶中GUS染色大多集中在叶尖和叶缘上,到了水稻秧苗期和开花期,叶片上的GUS染色基本呈现斑点状的随机分布,其中,苗期时的OsPR5p在叶鞘附近表现出了类似伤害诱导的GUS活性,开花期的剑叶切口处也能观察到较为明显的GUS表达,另外,在OsPR10ap转基因植株的叶片茸毛中也观察到了GUS染色。OsPR1bp在小花中并无表达,OsPR5p和OsPR1Oap在颖壳和花药上均有表达。三个启动子在萌发的种胚内均能启动GUS基因的表达。在转基因抗性愈伤中均存在GUS活性,其中,OsPR1bp较弱,OsPR5p和OsPR10ap较强。4.对野生型水培苗进行诱导表达的研究,实验发现：植物激素SA、MeJA、 KT、ABA及NaCl、PEG可提高OsPR1b在叶片中的表达水平,MeJA、KT和NaCl的处理可提高其在根部的表达水平；MeJA、GA、KT、ABA及NaCl、H2O2可提高OsPR5在叶片中的表达水平,MeJA、KT、ET和NaCl、PEG、H2O2的处理可增加其在根部的表达水平；MeJA、KT、ABA及NaCl、PEG可提高OsPRlOa在叶片中的表达水平,MeJA、IAA、KT、ET和NaCl、PEG的处理可增强OsPR10a在根部的表达水平。这些激素在诱导基因在叶片和根部的表达程度上存在着明显的差异。单独接种致病菌株P10后24hr对三个基因的表达影响不大,而当与MeJA共同处理后则可显著增强OsPRlb,OsPR5在叶片中的表达。5.对转基因水培苗进行诱导表达研究发现：JA可增强OsPR1bp在叶片中的GUS表达活性；JA和KT可提高OsPR10ap在叶片中的GUS表达活性。Xoo的接菌处理可明显改变OsPR10ap的表达模式。此外,为了进一步明确PR基因在激素相关突变体中的表达调控变化以及激素在防御反应中所起的作用。我们还构建了部分甲基转移酶相关基因(SAMdependent carboxyl methyltransferase gene, SAMT)的超表达载体,RNAi干涉载体,亚细胞定位载体以及启动子分析表达载体,通过遗传转化得到了相应的转基因材料并进行了初步的分析。