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植物多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白(Polygalacturonase inhibiting protein,PGIP)是一种富含亮氨酸重复(Leucinerichrepeats,LRR)的结构蛋白,能够特异性识别和结合由病原菌产生的多聚半乳糖醛酸酶(Polygalacturonase,PG),使PG与寄主细胞壁多糖结合受阻,从而抑制PG的活性,减轻其对寄主细胞的破坏作用。为明确OsPGIP基因在水稻体内的表达特征,探究其编码产物LRR片段的功能,本研究采用荧光定量PCR技术,检测了水稻抗感纹枯病品种在不同生育期和逆境胁迫条件下体内OsPGIP基因的表达情况;通过亚细胞定位、片段缺失、瞬时表达和接种病菌等方法,研究了 OsPGIPl的LRR片段对其运输和抑制RsPG活性的影响。结果如下:1、在抗感纹枯病水稻品种YSBR1和Lemont的不同生育期,各OsPGIP基因表达量差异显著。在水稻幼苗期,OsPGIP3和OsPGIP6在抗病品种YSBR1中表达量最高,成株期和穗期则分别以OsFOR1和OsPGIP2表达量最高;在穗期,除OsPGIP2表达量较成株期较高外,其它OsPGIP基因的表达量均相对较低。在感病品种Lemont中,幼苗期OsFOR1和OsPGIP6表达量最高,成株期OsFOR1和OsPGIP7表达量最高,穗期则是OsPGIP2和OsFOR1表达量最高。2、不同逆境条件下,各OsPGIP基因的表达量变化不同。与对照相比,水稻纹枯病菌接种处理后,OsFOR1的表达量在抗、感品种YSBR1和Lemont中分别上调了 10.0倍和7.0倍左右,而OsPGIP6只在抗病品种YSBR1中上调表达;低温处理后,OsFOR1的表达量在这两个抗、感品种中分别上调了 15.7倍和5.4倍,而OsPGIP4、OsPGIP7只在两个品种中分别上调表达;黑暗处理后,所有OsPGIP基因在抗、感品种YSBR1和Lemont中均上调表达,但在感病品种中的上调幅度明显低于在抗病品种中,如OsPGIP3和OsFOR1在YSBR1中表达量分别上调了 18.6倍和13.0倍,在Lemont中则只上调了 2.5倍和3.6倍。3、亚细胞定位结果显示,OsPGIP1定位于烟草细胞质外体,单个LRR片段的缺失不影响其在植物细胞内的运输,OsPGIPl的9个LRR单片段缺失体仍均定位于质外体。将OsPGIP1基因构建至过表达载体pCAMBIA1305.1,转入农杆菌GV3101注射烟草叶片后发现,在瞬时表达的烟草叶片上,水稻纹枯病菌的扩展速度明显低于对照。分别将转化了RsPG1、RsPG2和RsPG3瞬时表达载体的农杆菌注射烟草叶片,RsPG1和RsPG3瞬时表达均能致病,而RsPG2瞬时表达后烟草叶片无水渍斑出现;将转化pCAMBIA1305-OsPGIP1及其突变体的农杆菌分别与转化RsPG1基因的农杆菌共注射烟草叶片,所有叶片上均无水渍斑出现。OsPGIP1单个LRR片段的缺失不影响其抑制RsPG1致病的能力。综上所述,OsPGIP基因在不同抗感纹枯病品种、不同生育期和逆境条件下,其表达量有显著差异;OsPGIP1定位于植物细胞质外体,单个LRR片段的缺失不影响其在植物细胞内的运输;OsPGIP1可以抑制水稻纹枯病菌在烟草叶片上的扩展和RsPG对烟草细胞的破坏能力,单个LRR片段的缺失不影响其活性。