自然界中,植物对大多数病原微生物表现出免疫,其中一个原因是植物细胞表面的模式识别受体能够识别微生物相关的分子模式,从而触发植物的先天免疫反应,被称为微生物相关分子模式触发的免疫。植物还能产生由病原效应因子触发的第二层次免疫反应。水稻是世界上的主要粮食作物之一。在生产过程中,水稻遭受到多种病原菌的侵染,造成减产甚至绝收。培育抗病性水稻是控制水稻病害最为有效的策略之一。效应因子触发的水稻抗性具有抗谱范围窄、抗病性容易被克服等缺点。病原相关的分子模式是病原微生物自身所具有的保守的分子结构,变异小。因此,分子模式触发的抗病性相对稳定、持久。目前,有关利用微生物相关分子模式触发植物免疫反应而提高植物抗病性的报道不多。本论文探索了通过转基因技术,利用拟南芥中细菌延伸因子EF-Tu的识别受体EFR增强水稻抗细菌病害的能力,为开拓水稻抗病性育种提供新思路。拟南芥EFR能特异性识别EF-Tu N端高度保守的18个氨基酸多肽elf18。目前发现它是十字花科植物中特有的。本研究通过转基因技术,将拟南芥的EFR转入到单子叶植物水稻中,获得AtEFR转基因水稻和悬浮细胞。随后,检测了人工合成的白叶枯菌elf18诱导AtEFR转基因水稻和悬浮细胞免疫反应的能力。结果显示,elf18处理不能诱导野生型水稻悬浮细胞与植株的免疫反应。但是,elf18能够引起AtEFR转基因水稻悬浮细胞强烈的氧爆发,能激活转基因水稻叶片中丝裂原活化蛋白激酶（MAPKs）。同时,病程相关基因OsPBZ1的表达在转基因水稻悬浮细胞和叶片中明显受到elf18的诱导。更重要的是,用elf18多肽处理AtEFR转基因水稻叶片后,再进行白叶枯菌PX099A接菌,发现AtEFR蛋白表达量较高的株系EFR-39表现出对PX099A明显的抗病性。对AtEFR转基因水稻接种水稻褐条病菌后,三个AtEFR转基因株系都表现出抗病性。但是,转基因水稻对稻瘟菌的抗病性没有改变,表明在水稻中异源表达AtEFR能特异性地识别细菌EF-Tu而激活植物对病原细菌的抗病性。前人研究发现,水稻可以识别细菌褐条病菌无毒菌株N1141的EF-Tu,其被识别的位点被命名为EFa50。本研究通过离体表达并纯化多种病原细菌的EF-Tu,发现这些蛋白能不同程度诱导水稻愈伤细胞的氧爆发。进一步通过对PX099A与褐条病菌RS-1 EF-Tu诱导水稻免疫能力的比较,推测PX099AEF-Tu中存在其它被水稻识别的位点。随后,构建并纯化了 PX099A的一系列EF-Tu蛋白截断体。利用纯化的蛋白处理水稻愈伤细胞,进行氧爆发实验,发现水稻白叶枯菌PX099A的EF-Tu上第246至280个氨基酸区域存在特异性被水稻愈伤细胞识别的位点。本研究结果表明,双子叶植物的模式识别受体能够用于改善单子叶植物对病原菌的抗病性,为利用生物技术增强植物免疫提供了新方法。此外,还发现白叶枯菌EF-Tu存在被水稻识别的新区域,为进一步阐明植物识别EF-Tu的机理等后续相关研究奠定了基础。