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由黄单胞杆菌水稻致病变种（Xanthomonas oryzae pv.Oryzae,Xoo）所引起的水稻白叶枯病是全球水稻生产中危害最严重的病害之一,能够引起水稻减产高达50%。一直以来,国内外研究重点主要集中于抗病基因,利用寄主的抗性来控制白叶枯病。已经鉴定出了42个抗病基因（Xa1到xa41（t））,这些抗病基因中有的抗谱较窄,有的抗性较弱,有的是隐性基因。所以,不断发掘新的抗病资源对全世界的水稻生产都具有重要作用。通过利用抗病基因来培育抗白叶枯病的品种并非唯一途径,近年来研究显示通过调控感病基因也能提高水稻对白叶枯病的抗性。本研究利用转录组测序数据发掘了一个水稻白叶枯病的感病基因HW3,并利用人工核酸酶CRISPR/Cas9基因组编辑技术等对其进行了功能鉴定,获得主要研究结果如下:1.本实验室前期用白叶枯病强致病菌株PXO99A接种一对抗感近等基因系,转录组测序结果显示一个基因HW3在感病系IR24中高表达而在其抗病近等基因系5024中几乎不表达。本研究对其进行q RT-PCR进一步验证,结果与转录组测序的结果一致,我们推测这个基因可能与感病相关。2.生物信息学分析表明HW3基因全长1771 bp,有3个外显子和2个内含子,cDNA全长1275 bp,编码一个含424个氨基酸的未知蛋白。3.通过PCR扩增、测序比对发现HW3基因在IR24和5024中无论是外显子还是内含子的序列都是相同的。又通过扩增HW3发现在翻译起始密码子ATG上游252 bp处,IR24和5024之间有一个SNP（single nucleotide polymorphism）的差异。4.构建了亚细胞定位表达载体pC1205-YFP-HW3,通过烟草表皮细胞瞬时表达系统,并利用激光共聚焦显微镜进行观察,发现HW3蛋白定位在细胞核上。5.在HW3基因的第一个外显子上选择两个靶位点,构建了CRISPR/cas9植物表达载体pC-HW3。通过农杆菌介导的遗传转化,将pC-HW3转化到IR24品种中,获得20株T0代转基因植株。6.用PXO99A对T0代转基因植株进行田间剪叶接种鉴定。接种7天时观察,有4个植株几乎未发病;接种15天时观察,发现这4个转基因植株的病斑长度与IR24的病斑长度存在显著差异,表明这4株转基因植株对PXO99A表现抗病。7.对上述4株转基因抗病株及16株转基因感病株的CRISPR靶位点的突变型进行了PCR分子检测,通过测序分析发现这4株转基因抗病株在CRISPR靶位点处发生的都是双等位突变（Bi-allelic）,并且两个靶位点处都有突变发生,而剩余16株转基因感病株在靶位点处并没有发生突变。结果显示这4株转基因抗病株的抗病表型与HW3基因的剪切突变相关,也说明HW3是水稻白叶枯病的寄主感病相关基因。8.对上述4个T0代抗病植株的T1代株系进一步田间接种鉴定与分子检测,发现T1的抗病表型与T0代是一致的。分子检测表明T0代出现的所有CRISPR/Cas9诱导的植株的靶位点突变都能传递到T1代。9.对T2代7种不同纯合突变类型植株群体进行田间接种鉴定,结果表明这7种不同纯合突变类型的病斑长度均显著短于IR24,突变植株群体平均的病斑长度比IR24短约6080%。进一步表明,HW3基因突变产生的抗病表型能够稳定遗传。通过敲除感病基因HW3可提高感病品种IR24的抗病性。