uORF介導(dǎo)的翻譯控制在平衡水稻生長(zhǎng)與防御間的協(xié)同應(yīng)用及Xa3-Xa26識(shí)別的配體的初步研究.pdf

1、水稻不僅是單子葉植物基礎(chǔ)研究的模式生物，同時(shí)也是最重要的糧食作物。大量病原微生物可引起水稻病害的發(fā)生，導(dǎo)致全球范圍內(nèi)的糧食損失，威脅糧食安全。培育對(duì)多種病原具有廣譜和持久抗性的水稻一直都是育種家們的主要目標(biāo)之一。
　　系統(tǒng)獲得抗性是一種保護(hù)植物免受各種病原微生物侵染的可誘導(dǎo)的防御反應(yīng)，其中NPR1（nonexpresser of pathogenesis-related genes1）作為擬南芥系統(tǒng)獲得性抗性反應(yīng)的核心調(diào)控因子。他

2、人研究揭示在水稻中超量表達(dá)AtNPR1會(huì)增強(qiáng)對(duì)多種細(xì)菌及真菌的抗性，與此同時(shí)伴隨著對(duì)水稻生長(zhǎng)發(fā)育帶來(lái)的嚴(yán)重的負(fù)面影響。他人從全基因組表達(dá)譜分析中找到一個(gè)熱激因子類(lèi)的轉(zhuǎn)錄因子TBF1，證明其在生長(zhǎng)與防御之間的轉(zhuǎn)換中發(fā)揮作用，并且自身受到轉(zhuǎn)錄水平和翻譯水平的雙重調(diào)控。
　　平衡作物生長(zhǎng)發(fā)育與防御反應(yīng)一直是研究的熱點(diǎn)。合作方利用一個(gè)免疫誘導(dǎo)性啟動(dòng)子TBF1及其基因5'非翻譯區(qū)里面的兩個(gè)響應(yīng)病原菌的上游開(kāi)放讀碼框(uORFSTBF1)構(gòu)建

3、了“TBF1-cassette”去控制表達(dá)抗病育種候選基因AtNPR1。我們?cè)谒局袑?shí)驗(yàn)證明:1、擬南芥“TBF1-cassette”能夠在水稻中發(fā)揮正常的功能;2、“TBF1-cassette”控制表達(dá)的AtNPR1轉(zhuǎn)基因水稻賦予對(duì)多種病原微生物廣譜的抗性;3、“TBF1-cassette”控制表達(dá)的AtNPR1轉(zhuǎn)基因水稻在病原接種前后能夠顯著的降低農(nóng)藝性狀的損失，且能夠有效的控制假病斑的生成。
　　水稻主效抗病基因Xa3/Xa

4、26與Xa21都編碼富亮氨酸重復(fù)受體蛋白激酶，其具有相似的結(jié)構(gòu)、功能特征。同時(shí)二者存在略有差異的抗譜，前者對(duì)白葉枯菌PXO99表現(xiàn)出敏感性，而后者則表現(xiàn)出良好的抗性。本研究通過(guò)比對(duì)Xa21識(shí)別的配體RaxX在Xa3/Xa26對(duì)應(yīng)的抗感菌株中的序列情況，發(fā)現(xiàn)白葉枯菌PXO61與PXO99A存在一個(gè)單核苷酸多態(tài)性差異，隨后將RaxX-PXO61導(dǎo)入到親和菌株P(guān)XO99A中，通過(guò)接種自身啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)表達(dá)的牡丹江8背景的Xa3/Xa26轉(zhuǎn)基因材料