稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)引起的稻瘟病是目前世界上种植水稻区域最严重的农作物病害。鉴于水稻具备重要的经济价值,探究并理解稻瘟病菌和水稻的互作机制就有着重要的意义。根据基因-基因假说,寄主防卫反应的启动是寄主抗性基因与病原物无毒基因作用的结果。因此,对水稻参与抵抗稻瘟病菌侵染过程中的抗性基因进行研究具有重要意义。与此同时,随着后基因组时代的到来,蛋白质组学日益发挥重要作用。由于大多数生物功能是由蛋白质执行的,因此,越来越多的蛋白质组学技术用于发掘和分析与抗病相关的蛋白质。在本研究中,我们采用两种高通量蛋白质组学技术(iTRAQ及二甲基同位素标记法)对水稻受稻瘟病菌侵染后的蛋白质表达进行分析,进而筛选可能与水稻抗病相关的基因,如OsGLO1等。此外,通过水稻原生质体转化系统对OsGLO1进行功能验证,发现OsGLO1在水稻抗稻瘟病菌进程中起到重要作用。本文主要内容如下:水稻响应稻瘟病菌侵染过程中的蛋白质组学分析:为了探究水稻应答稻瘟病菌侵染的蛋白质表达谱变化以及涉及的各生物学过程,以日本晴为材料,采用与其亲和的Guy11菌株以及非亲和的2539菌株两种稻瘟病菌进行侵染。分别在Oh,96h两个时间点进行水稻叶片取样并提取蛋白质,随后结合iTRAQ及二甲基同位素标记法对水稻响应稻瘟病菌生物胁迫的蛋白质谱进行分析与归纳。iTRAQ结果表明,经Guy11及2539侵染后,表达均上调的蛋白质有200个,而表达均下调的蛋白质有114个;我们将仅在Guy11侵染后显著上调1.5倍及以上,但在2539侵染后表达量在1.5倍及以下的蛋白质称为Guy11诱导蛋白质,共有19个;与之对应的为Guy11抑制蛋白质,即在Guy11侵染后显著下调1.5倍及以上(≤0.67),但在2539侵染后表达量大于0.67的有14个。将同一水稻样品经由二甲基同位素标记法分析后可知,约1/3的水稻差异表达蛋白质得以验证,且表达趋势一致的蛋白质约占54.5%。这些蛋白质涉及新陈代谢,氧化还原,对外界刺激的响应以及生物过程调节等。综上,结合两次高通量蛋白质定量检测以及生物信息学信息,我们鉴定到个别可能涉及水稻抗病的蛋白质,如OsGLO1等。为在蛋白质水平上进一步了解水稻与稻瘟病菌的互作机制奠定了基础。OsGLO1在水稻抗稻瘟病菌进程中的作用研究:在光呼吸过程中,乙醇酸氧化酶(GLO)可以调控H2O2的生成。过去常认为这与非生物胁迫,如干旱和盐碱有关。本研究发现,OsGLOI在抵御生物胁迫过程中也起到了重要作用。当与水稻亲和互作的稻瘟病菌菌株(如Guy 11)侵染寄主时,OsGLO1的表达受到了抑制;但是与水稻非亲和互作的菌株(如2539)侵染寄主时,OsGLO1的表达水平几乎不变。此外,OsGLOI的表达与H202的积累,胼胝质的沉积以及一些与抗病相关的报告基因(如OsPBZ1,OsPAD4,OsAOS2)的表达水平呈正相关。以上的结果表明,稻瘟病菌Guy11侵染水稻时可诱导OsGLO1表达量的下降,导致感病症状。综上,OsGLO1在水稻抗稻瘟病菌进程中扮演重要的角色。