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水稻白叶枯病(Bacterial Blight, BB)是一种由革兰氏阴性细菌黄单胞杆菌水稻变种(Xanthomonas Oryzae pv. Oryzae, Xoo)引起的水稻细菌性维管束病害,疣粒野生稻(Oryza meyeriana L.)对白叶枯病表现为免疫。本研究以疣粒野生稻和感病水稻品种日本晴为研究对象,分析了外分泌蛋白质在抗/感水稻与白叶枯病菌互作中的作用,具体的研究结果如下：1.利用Semi-Quantitative PCR和Quantitative Real Time PCR分析14个受Xoo诱导的疣粒野生稻差异蛋白的转录水平,结果表明其中8个差异蛋白的转录水平与其蛋白表达水平一致。另外,疣粒野生稻中过氧化酶活性的本底水平约是日本晴中的3.1倍,而且二者叶片中该酶活性均受Xoo侵染的诱导而上调。2.从疣粒野生稻Xoo应答蛋白中选取两个信号蛋白(OmCS1、OmSCP8)及两个病程相关蛋白(OmPOP11、OmR40c1)进行基因功能的初步分析。OmCS1蛋白被预测带有一个CHORD-SGT1 (CS)结构域。过量表达OmCS1的水稻能够显著提升对白叶枯病的耐病性,而且该过表达株系中参与SA合成与积累的关键基因OsPAL和OsNPR1的表达均上调,我们推测OmCS1的耐病性可能与SA抗病信号途径关。OmPOP11被预测是一个带有Prolyl OligoPeptidase (POP)活性的蛋白。过量表达OsPOP11的水稻也能够显著提升对白叶枯病的耐病性,其具体的耐病机制尚待进一步研究。OmSCP8是一个带有Serine CarboxyPeptidases (SC)结构域的蛋白,与Brassinosteroids (BR)信号途径中的关键蛋白BRS1属于同源蛋白。OmSCP8转基因水稻也在一定程度上提高了对白叶枯病的耐病性,而且在该转基因株系中,参与SA合成与积累的关键基因OsPAL也上调表达。3. OmR40c1被预测是一个带有RicinB(蓖麻凝集素)结构域的蛋白,该蛋白定位于细胞质膜上,且能与血红细胞发生凝集作用。部分PR基因、SA和JA合成与积累的关键基因在OmR40c1转基因水稻中均下调表达。对OmR40c1和5’UTR-OmR40c1转基因水稻分别接种白叶枯病菌生理小种P10(PXO124)和P8(PXO280),二者的病斑长度与野生型相似,该结果暗示OmR40c1可能不参与水稻对白叶枯病的抗性。然而在盐胁迫下,OmR40c1转基因水稻种子的发芽率、株高、Na+及K+含量均高于野生型,该结果暗示OmR40c1在一定程度上提高了水稻的耐盐性,且实验表明这种耐性的强度在苗期高于成株期。4.采用2D-DIGE (Two-Dimensional Difference In Gel Electrophoresis)分析白叶枯病胁迫下感病水稻日本晴悬浮细胞的外分泌蛋白质组的变化,结果发现30个蛋白点的表达量上调,2个下调。质谱鉴定为7个水稻蛋白和4个白叶枯病菌蛋白,生物信息学分析预测其中7个水稻蛋白分别参与水稻防御、氧化还原及细胞壁修饰等生理过程,亚细胞定位实验表明其中3个白叶枯病菌蛋白均分布在细胞膜上。在白叶枯病菌P10(PXO124)中过量表达其中一个蛋白点Xoo3654对应的基因,一定程度上弱化了白叶枯病菌的致病性,推测该基因可能作为一个负调控因子参与了病原菌的致病性。5.壳聚糖酶OsCHIT16是响应白叶枯病菌侵染的日本晴差异蛋白,来源于疣粒野生稻和日本晴的CHIT16等位基因在编码区域存在差异,但二者均定位于细胞质膜上。OsCHIT16和OmCHIT16转基因水稻均增强了对白叶枯病菌的耐受性,部分PR (Pathogenesis Related Protein)基因、参与JA(Jasmonic Acid)和SA(Salicylic Acid)合成与积累的关键基因在转基因水稻中均下调表达。根据以上结果推测栽培稻和疣粒野生稻CHIT16等位基因增强水稻对白叶枯病菌的耐病性可能不依赖于JA和SA途径,且二者间序列的差异并不影响CHIT16基因功能。综上所述,本研究利用2D-DIGE分析了白叶枯病菌胁迫下感病水稻日本晴悬浮细胞的外分泌蛋白质组的变化,发现其中一个蛋白点Xoo3654可能是一个致病负调控因子。并且,本研究发现过量表达OmCS1、OsPOP11、OmSCP8、 OsCH1T16及OmCHIT16等基因均能增强水稻的耐病性。本研究为分析疣粒野生稻的抗病机理提供了新的理论依据,为研究其它植物与病原细菌的互作提供了新参考。