Ⅰ水稻理想株型调控基因IPA1在水稻稻瘟病抗病过程中的作用机制研究水稻作为全世界人口食用最多的粮食作物,是人类最重要的主食之一。然而,稻瘟病作为水稻的主要病害,可致水稻减产30%至50%,甚至颗粒无收。虽然已克隆了多个抗性相关基因,并在生产中加以应用。但是长期研究发现,抗性基因对水稻产量有一定的拮抗作用。目前既高产又可增强抗性的基因尚未有报道。IPA1(Ideal Plant Architecture 1)编码的Os SPL14蛋白属于植物特有的转录因子SPL(SQUAMOSA promoter binding like)家族,是水稻理想株型建成的重要基因。但是IPA1在水稻稻瘟病抗病机制中的作用目前还不清楚。为了研究IPA1在水稻抗病机制中的作用,本研究分别对IPA1基因过量表达的植株IPA1-GFP和IPA1基因表达量下调的植株IPA1 RNAi进行了稻瘟病接菌实验,结果显示过量表达IPA1基因可以增强水稻叶片的抗病性,而降低IPA1基因表达量却削弱了水稻叶片的抗病性。根据前期Ch IP-seq的研究结果发现,抗病相关基因WRKY45可能是IPA1的靶基因。为了验证这一结果,我们运用Electrophoretic Mobility Shift Assay(EMSA)实验和Ch IP–quantitative PCR(Ch IP q PCR)证实了IPA1可以直接结合Os WRKY45的启动子;双荧光素酶报告(Dual-Luciferase reporter assay,DLRA)系统发现,IPA1可以直接激活Os WRKY45的表达。因此,本研究表明IPA1可以通过转录激活WRKY45,提高水稻的稻瘟病抗性。Ⅱ Os BSK1-2参与水稻免疫反应机制的研究油菜素内酯(brassinosteroid,BR)是公认的第6类植物激素,除了具有植物激素的基本作用外,在应对病原菌攻击时,BR信号相关的激酶就会启动植物的免疫系统,从而使植物抵御病原菌的入侵。这使得BRs在植物的逆境胁迫中发挥了重要的作用。然而,BRs在水稻抗稻瘟病方面的报道较少。油菜素内酯信号激酶BSK1(BR-SIGNALING KINASE 1,BSK1)属于类受体细胞质激酶家族成员之一。在拟南芥中,BSK1调控生长发育及免疫。然而,水稻中BSK1的功能却知之甚少。通过序列分析发现水稻中存在两个BSK1的同源基因Os BSK1-1和Os BSK1-2。研究发现,Os BSK1-1和Os BSK1-2主要在四叶期时转录水平明显增高,但是Os BSK1-2比Os BSK1-1的表达量明显高很多。随后,我们利用Chitin和Fagellin22(flg22)处理Kitaake植株的幼苗后,用q RT-PCR的方法检测Os BSK1-1和Os BSK1-2的表达量,发现Os BSK1-2被诱导表达,而Os BSK1-1却没有被诱导表达,这说明Os BSK1-2可能参与调控了水稻免疫应答。我们对Os BSK1-2表达量下调的转基因材料进行深入研究,发现Os BSK1-2表达量下调可以减弱Chitin和flg22处理后所引起的免疫应答。同时,Os BSK1-2表达量下调还减弱了植物的稻瘟病抗性。以上结果说明Os BSK1-2参与调控了水稻免疫应答反应。