稻瘟病是水稻(Oryza sativa L.)三种最常见的病害之一,由稻瘟病菌(Magnaporthe Grisea)侵染引起,在全世界范围内每年大约造成15%的水稻产量损失。根据基因--基因的作用原理,稻瘟菌与水稻跨物种间的蛋白质-蛋白质互作可能在稻瘟菌侵染水稻的过程中发挥重要作用。本文首先构建一个跨物种间蛋白质-蛋白质的互作数据库,然后应用同源关系、互作结构域和蛋白质功能的策略建立水稻-稻瘟菌的跨物种蛋白质互作网络,最后分析了在互作网络中稻瘟病蛋白质对水稻各个代谢途径的影响机制,主要研究结果如下.1.水稻-稻瘟菌间蛋白质互作对的预测。利用I nt erolog、 Domai n-Domai n、参与互作稻瘟病蛋白质的类型三个角度预测水稻-稻瘟菌间蛋白质的互作,建立了水稻-稻瘟菌间蛋白质的互作网络。该网络包含27个稻瘟菌蛋白质和236个水稻蛋白质,它们之间产生523个的互作对。其中来自稻瘟菌的蛋白质在该互作网络中的平均连接度为19.37,高于来自水稻的蛋白质的连接度(2.22)。表明来自稻瘟菌的蛋白质在水稻-稻瘟菌间蛋白质-蛋白质互作网络中起重要作用。2.水稻-稻瘟菌间蛋白质互作网络的评估。通过构建随机互作网络及支持向量机(SVM)分类策略,对上述获得的水稻·稻瘟菌间蛋白质互作网络进行评价。结果表明与1000个随机互作网络相比,上述构建的水稻-稻瘟菌间蛋白质互作网络显著富集了稻瘟菌的致病基因,其P值<0.0001。用SVM分类器对互作网络进行试分类,在十乘交叉验证时,分类的准确率达到93.85%独立测试验证时的分类准确率达到84.67%表明上述构建的水稻-稻瘟病菌间蛋白质互作网络能准确描述稻瘟菌的侵染机制。3.水稻-稻瘟菌间蛋白质互作网络的GO分析。对上述验证获得的水稻-稻瘟菌间蛋白质的互作网络进行功能分割,获得228个大小不一的互作模块,其中最大的互作主要模块有3684个节点。GO功能注释分析表明这些模块参与不同的代谢过程,其中在稻瘟菌蛋白质的互作因子中,有10个水稻蛋白质在水稻多个代谢途径中起到节点作用。4.水稻-稻瘟病菌蛋白质互作网络的功能分析。下载三种病原,包括稻瘟菌、条纹病毒和清枯菌,侵染下水稻叶片的基因表达芯片数据,分析上述获得的调控模块在不同病原侵染下的作用机制。结果表明在三种不同病原侵染过程中共同的主调控因子有150个,其中泛素蛋白质酶途径(Ubiquitin proteasome pathway)在三种侵染状态下的水稻中都得到了富集,细胞凋亡信号途径(Apoptosis signaling pathway)在稻瘟菌和白叶枯病菌侵染状态下的水稻中得到了富集。说明这两个细胞免疫反应在3种病原侵染中扮演重要的角色。本研究结果揭示了稻瘟菌侵染水稻过程的蛋白质互作机制,为制定合理的防控策略奠定理论基础。同时本研究结果发现三种不同病原侵染下水稻的共同主调控因子,为培育广谱抗病的水稻新品种指明了方向。