在世界一些地区尤其是亚洲热带和亚热带地区,细菌条斑病(Bacterial LeafStreak,BLS)是水稻生产的一个重要限制因素。抗病育种是防治BLS的首选方法。用蛋白质组学的方法分析细菌条斑病菌(Xanthomonas oryzae pv.Oryzicola,Xoc)侵染的水稻叶片蛋白组表达的差异,从中鉴定差异表达的蛋白基因,是一种研究水稻与细菌性条斑病菌Xoc互作分子机制的重要方法,有望从中鉴定出参与水稻和Xoc互作的重要蛋白,包括参与水稻防御反应的重要蛋白,进而获得相应编码基因。本论文是在获得上述差异表达蛋白基因的基础上,对其中1个NBS-LRR类基因DEPG1和2个类受体激酶基因NRRB和XCRK进行功能分析和验证,以期了解它们在水稻与Xoc互作中的作用,同时期望从中获得可用于水稻改良的BLS抗性相关基因。此外,水稻与Xoc互作研究可为其它单子叶植物与非维管束病害病原细菌互作研究提供参考,因而也具有重要的理论意义。　　 DEPG1编码一个推定的具有核苷酸结合位点(nucleotide binding site)结构域和富亮氨酸重复结构域(leueine-rieh repeat)的蛋白,与稻瘟病抗性基因Pi37编码蛋白具有大约64％序列相似性。PSORT分析DEPG1蛋白定位于细胞质,观察DEPG1与GFP融合蛋白在洋葱表皮细胞中的瞬时表达证实了DEPG1蛋白的细胞质定位。在Xoc侵染诱发的水稻防御反应中,DEPG1基因的表达受抑制;防御信号化合物水杨酸(SA)、茉莉酸甲酯(MeJA)和1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)也可抑制DEPG1基因的表达,因此,推断DEPG1参与多种不同的水稻防御反应。DEPG1基因在叶片、叶鞘和茎秆中比在其它组织中的表达水平高,且在叶肉软细胞组织中的表达水平也较高,而这些组织也是Xoc定殖的主要部位,这暗示DEPG1基因参与水稻与Xoc的互作。超量表达DEPG1基因提高了水稻对Xoc的感病性,而抑制DEPG1基因表达增强了水稻对Xoc的抗性,这些结果表明DEPG1基因负调水稻对Xoc的抗性。在超量表达DEPG1的转基因植株中,参与SA合成的基因ICS及病程相关基因PR1＃12的表达被抑制,推测SA的合成和PR1＃12等其它防御相关基因表达被下调,可能是感病性增强的原因。在DEPG1抑制表达转基因植株中,一些参与SA合成的基因和PR基因的表达也被抑制,推测抗性增强可能是由其它防御信号途径介导的。此外,赤霉素GA、脱落酸ABA、过氧化氢和盐胁迫等处理也会导致DEPG1的表达变化;该基因上游的1 kbp启动子区包含一些碳代谢相关元件、光响应元件和组织特异表达元件,这些暗示DEPGI基因可能还参与非生物胁迫、生长和发育等生物学过程。　　 NRRB基因编码一个胞质类受体激酶,包含一个胞内蛋白激酶结构域和U-box结构域,是RLCK-Ixb亚家族基因成员之一。PSORT预测分析NRRB蛋白定位在细胞质,截短的NRRB蛋白定位在洋葱表皮细胞的细胞质中。NRRB基因在Xoc侵染激发的防御反应中的表达方式因水稻遗传背景的不同而有差异;防御信号化合物SA和ACC抑制NRRB基因表达,而MeJA可诱导其表达。可见NRRB基因以不同方式参与不同的防御反应。NRRB基因的组织偏好表达特性与Xoc组织侵染特性相吻合,暗示NRRB基因参与水稻和Xoc的互作。抑制NRRB基因表达,增强了转基因水稻对Xoc的抗性,表明NRRB负调控水稻对Xoc的抗性,超量表达截短的NRRB基因,对应的转基因水稻对Xoc的敏感性增强,这也一定程度上支持NRRB负调控水稻对Xoc的抗性。在抑制表达转基因植株中,一些参与SA合成的关键基因和病程相关(PR)基因的表达显著上调。因此,抑制NRRB表达的转基因植株抗性的增强可能通过SA介导的防御信号途径调控的。此外,NRRB受脱落酸ABA和过氧化氢的诱导,其编码区上游1 kbp启动子区包含许多非生物胁迫响应元件包括ABA、干旱和冷胁迫等响应元件,表明NRRB可能参与非生物胁迫。一些碳代谢相关元件、光响应元件和组织特异表达元件及其它一些元件的存在,暗示NRRB基因也可能参与水稻其它生物学过程。　　 XCRK基因编码一个推定的胞质类受体激酶,是LRK10L-2亚家族基因成员之一。观察XCRK-GFP蛋白在洋葱表皮细胞中的瞬时表达,发现XCRK蛋白定位于细胞质。在Xoc侵染诱导的水稻防御反应中,XCRK表达被激活,而防御信号化合物SA、MeJA和ACC在不同处理时间点调控XCRK的不同表达,表明XCRK基因可能受不同调控因子的调控。XCRK基因的组织表达特性与Xoc的组织侵染特性相吻合,暗示XCRK参与水稻和Xoc的互作。抑制XCRK基因的表达,对应转基因水稻对Xoc的敏感性增强,表明XCRK是水稻对Xoc抗性的正调控因子。超量表达XCRK基因,对应的T0代转基因水稻对Xoc的抗性增强,支持上述推断。在感病性增强的XCRK抑制表达转基因水稻中,一些参与SA合成的基因和少数SA响应的PR基因表达下调,因此,推测SA防御途径的抑制可能是感病性增强的主要原因。此外,XCRK表达受盐胁迫和赤霉素的诱导,在其它非生物胁迫处理中,XCRK的表达随处理时间的延长而有变化,XCRK基因上游的1 kbp启动子区包含许多GA响应元件和其它非生物胁迫响应元件,这些表明XCRK基因可能参与非生物胁迫,尤其可能参与盐胁迫。GA也参与植物病害的防御反应,因此,XCRK也可能参与GA信号介导的防御反应。　　 综上所述,DEPG1、NRRB和XCRK这3个差异表达蛋白基因在水稻和细菌性条斑病菌.Xoc的互作中发挥重要作用,它们参与调控水稻对细菌性条斑病抗性,并响应多种防御信号。这为进一步理解Xoc侵染时复杂的水稻防御信号网络奠定了基础。