水稻白葉枯病研究進展課件

水稻白葉枯病研究進展白葉枯病是水稻上的重要病害，在全球五大洲中，除歐洲外均有報道。環(huán)亞洲太平洋各國發(fā)生較為頻繁，其中亞洲，特別是南亞和東南亞各國發(fā)生較高。在我國除新疆外，其它各省市都有報道。盡管由于抗病品種的應(yīng)用，水稻白葉枯病已得到一定程度的控制，但每年尚有近1億畝發(fā)病面積，其中防治面積仍達3000萬畝，所以該病在我國仍是不容忽視的問題。由于問題的重要性，世界各國，特別是亞洲國家都特別重視對該病的研究。美國、日本、菲律賓、印度和我國植物病理學(xué)家都對水稻白葉枯病的研究做出重要貢獻。一關(guān)于病原(一)種的命名

水稻白葉枯病是由日本學(xué)者首先發(fā)現(xiàn)的，隨著幼苗分類系統(tǒng)的變更，曾用不同的學(xué)名表示：PseudomonasoryzaeUyedaandIshiyama,1922;Bacteriumoryzae(UyedaandIshiyama)Nak,1928;Phytomonasoryzae(UyedaandIshiyama)Magrou1937.1943年由Dowson命名為Xanthomonasoryzae.70年代由于植物病原細菌“大種化”趨勢的影響，水稻白葉枯病菌被歸入野油菜黃單胞(X.campestris)中作為水稻致病變種(X.c.pv.oryzae)。

癥狀侵入途徑生化特征丙酮產(chǎn)生丙氨酸生長0.001硝酸銅無維生素的酪蛋白氨基酸DNA－ｒRNA雜交細胞蛋白SDS－PAGE電泳DNA－RNA雜交G＋C%RFLP分析不配帶兩pv間pv.oryzae之間pv.oryzicola之間脂肪酸分析血清學(xué)分析（單抗）葉枯水孔－－＋－均屬于DeleyRrna二組帶型相似但有差別致病變種間80%同源性64.6%84－93%8－36%8－69%相似而有變異Xco-1+/Xcocola-條斑氣孔＋＋－＋65.0%Xco-1-/Xcocola+表1水稻黃單胞兩個致病變種的遺傳和生理生化特征(二)小種分化

小種分化是指病原菌在不同品種特異性互作關(guān)系。自60年代起，日本、菲律賓國際水稻所和我國相繼對水稻白葉枯病菌的小種分化進行了研究。由于對水稻白葉枯病菌在水稻品種上特異性互作的標(biāo)準(zhǔn)還存在不同的看法，各國間對水稻白葉枯病菌小種的致病性分化分別表示為小種和致病型(表2，3，4)。

表2日本水稻白葉枯病病菌5個小種與水稻品種的關(guān)系品種群小種Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

Ⅴ

金南風(fēng)群黃玉群蘭太艾瑪斯早生愛國爪哇群S

S

S

S

SR

S

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RR

R

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S

RR

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R

R

S

R表3菲律賓水稻白葉枯病病菌6個小種與水稻品種的關(guān)系品種群小種Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

Ⅴ

Ⅵ

IR24IR20Cas209IR1545-339DV85S

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S

S

SSR

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S

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SSR

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RMS表4中國水稻白葉枯病菌的菌群品種群小種

ⅠⅡ

Ⅲ

Ⅳ

Ⅴ

ⅥⅦ金剛30Tetep南梗15Java14IR26R

S

S

S

SSSR

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SRRR

R

R

S

RSSR

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R

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RRSR

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R

R

SRR表5日本與菲律賓國際水稻研究所推薦用以監(jiān)測水稻白葉枯病菌小種分布及新基因鑒定的國際鑒別品種品系抗性基因ToyonishikiIR24IR-BB1IR-BB2IR-BB3IR-BB4IR-BB5IR-BB7IR-BB8IR-BB10IR-BB11IR-BB21BJ1TaichungNative1AsominoriOptionaldifferentialsM41XMXM6Xa-18Xa-16Xa-1,Xa-2Xa-2Xa-3Xa-4Xa-5Xa-7Xa-8Xa-10Xa-11Xa-21Xa-5,Xa-13Xa-14Xa-17Xa-15Xa-19Xa-20根據(jù)日本學(xué)者的研究，EPS在致病中的作用主要是由于木質(zhì)部導(dǎo)管被阻塞的結(jié)果。用苯酚品紅染色可以觀察到染料在葉片組織中運輸受阻。水稻切苗插于EPS水溶液中2小時后葉片即出現(xiàn)萎蔫，其萎蔫速度與EPS的濃度有關(guān)。氣相色譜分析儀表明Xoo的EPS由葡萄糖、甘露糖、葡萄糖醛酸、葡萄糖醛酸內(nèi)脂和阿拉伯糖醇組成。致病力強和弱的菌株，其各種單糖的比例有差異。致病力強的菌株EPS的分子量高于致病力弱的菌株。國內(nèi)高必達等人的研究表明Xoo的EPS還能在棉花、辣椒等非寄主植物上引起專化特異性致萎作用。洗去EPS的致病菌可以減慢病斑擴展速度。在本實驗室對水稻白葉枯病菌轉(zhuǎn)座子誘變的研究，發(fā)現(xiàn)無毒突變體的EPS合成增加，因此，EPS在致病中的作用尚需進一步探討。

國內(nèi)邵敏等（1997）的研究發(fā)現(xiàn)細菌的培養(yǎng)濾液和提純的毒素對抗感水稻品種的作用不同。細菌的培養(yǎng)濾液只對感病品種有致病作用，而純化毒素則對抗感品種都能造成為害，這說明可能在培養(yǎng)濾液中還含有決定品種特異性的物質(zhì)－激發(fā)子。根據(jù)Tn5誘導(dǎo)的無毒突變體的產(chǎn)毒素能力分析，突變體的單位細胞產(chǎn)毒素能力只有野生菌株的1/4，而且薄層層析結(jié)果的研究表明無毒菌株和野生菌株的有機酸組分也有差異。水解酶類.水稻白葉枯病菌除不產(chǎn)生淀粉酶外，纖維素酶、蔗糖酶、木聚糖酶、磷酸脂酶、卵磷脂酶和蛋白酶均能產(chǎn)生。這些酶在病葉組織中的活性均高于健葉組織。通過對用Tn5誘變的無毒菌株的生化行為的研究，我們發(fā)現(xiàn)所有無毒突變體除淀粉酶活性有質(zhì)的變化(陰性變?yōu)殛栃酝?，蛋白酶活性增強，EPS產(chǎn)量增加，大多數(shù)突變體的果膠酶活性是從無到有，纖維素酶活性基本不變，大多數(shù)突變體的脂酶活性有所降低。這一研究結(jié)果表明Xoo的胞壁水解酶和胞外多糖與其致病性并沒有嚴格的相關(guān)性。

(二)病原細菌致病性分子遺傳學(xué)基礎(chǔ)關(guān)于Xoo致病性分子遺傳學(xué)研究已取得很大進展，工作主要集中在無毒基因、毒性基因和調(diào)控基因三個方面。1．無毒基因

無毒基因(avr)是指病原細菌中與寄主抗病基因(R)互作導(dǎo)致抗病反應(yīng)的基因。從細菌中克隆鑒定致病相關(guān)基因有三條可能途徑：a異源基因克隆法；b功能互補法；c轉(zhuǎn)座子標(biāo)簽法。

美國堪薩斯大學(xué)J.Leach以異源基因克隆法用辣椒斑點病菌(X.c.pv.vesictoria)的無毒基因avrBs3從菲律賓小種2的基因文庫中克隆鑒定出二個無毒基因avrXa7和avrXa10。avrBs3是一個非常有趣的基因，研究中發(fā)現(xiàn)黃單胞細菌的中的許多無毒基因avr和致病基因pth都與其有同源性，因而組成黃單胞細菌的avr/pth同源家族。在該家族中的avr/pth基因均含有類似的結(jié)構(gòu)即：a具有一個3Kb以上的同源片段；

我們用轉(zhuǎn)座子標(biāo)簽法，首先獲得日本系統(tǒng)小種V的無毒基因突變體XooM5203。以pUC19為載體構(gòu)建了含Tn5插入位點旁側(cè)序列的無毒基因探針，從JXOV文庫中鉤到13個含無毒基因的陽性克隆。亞克隆后以3KbavrXa4功能片段測序表明，其中只有一個完整的復(fù)制酶基因序列。復(fù)制酶在TMV中已被認為是與N基因產(chǎn)物互作的無毒基因產(chǎn)物。在植物病原細菌中還首次發(fā)現(xiàn)復(fù)制酶的作用，但對其在不親和互作中的功能尚待進一步研究。一種細菌存在兩類無毒基因的現(xiàn)象在其它病原細菌中也有發(fā)現(xiàn)，如X.c.pv.vesictoria的無毒基因至少分為兩類屬于或不屬于avr/pth基因家族。多數(shù)在染色體上，也存在質(zhì)粒上。2.毒性基因植物病原細菌的毒性基因主要有hrp基因和dsp基因兩類，hrp基因是一類控制在非寄主植物上誘導(dǎo)過敏反應(yīng)和在寄主植物上決定致病的基因即hypersensitivereactionandpathogenicitygene。Dsp基因只與致病性有關(guān)即diseasespecificgene。一旦dsp基因的編碼產(chǎn)物明確后，這些dsp基因就可以明確指出是胞外酶基因或胞外多糖基因。因此認為

hrpXo和hrpXc具有同樣的功能，并在8個其它的致病變種中都保守的。對hrpXo的序列分析表明1.452Kb的開放閱讀框架編碼一個52.3Kb的蛋白。該蛋白中含有一個共同結(jié)構(gòu)域與寄主防衛(wèi)反應(yīng)和監(jiān)察系統(tǒng)識別有關(guān)

本實驗室以轉(zhuǎn)座子誘變獲得Xoo菌株JXOIII的hrp基因突變體，基因文庫互補后獲得30Kb的粘粒克隆。亞克隆和轉(zhuǎn)座子插入分析表明其中9.2kb的pstI片段是JXOIII(Xoo)hrp基因的功能片段。經(jīng)過標(biāo)記交換所獲得的缺失突變體喪失了在非寄主植物煙草上激發(fā)過敏反應(yīng)的能力，但在水稻上仍具有一定誘導(dǎo)水稻防衛(wèi)反應(yīng)的功能,hrp基因的功能除上述特征外，還有編碼泌出通道的功能，從而調(diào)節(jié)avr基因和dsp基因的表達。

三、水稻對白葉枯病的抗病性(一)水稻抗白葉枯病的生理生化基礎(chǔ)1.水稻營養(yǎng)生理與抗病性的關(guān)系50-60年代國內(nèi)外學(xué)者曾對水稻碳氮代謝與植株抗感病性進行過深入研究，發(fā)現(xiàn)施氮肥過量引起植株體內(nèi)游離氨基酸含量增高使水稻感病。感病狀態(tài)下的水稻葉片濃綠，葉片中的游離氨基酸及酰胺類化合物的含量高；而“褪綠”狀態(tài)下的水稻比較抗病，這時葉片中的總糖量及多元酚含量則較高。2.水稻抗白葉枯病的防衛(wèi)機制

植物對病害的防衛(wèi)反應(yīng)主要包括植保素產(chǎn)生、水解酶合成和誘導(dǎo)過敏反應(yīng)等方面。其中苯丙酸解氨酶(PAL)是催化苯丙烷類代謝一系列反應(yīng)中的第一步反應(yīng)，與植物抗病性關(guān)系密切。我們用兩個水稻白葉枯病小種(JXOIII,JXOV)通過對8個抗感不同類型、不同品種進行研究表明，它們的PAL活性分別在4小時和12小時左右達到高峰，而抗病品種的PAL活性都高于感病組合。

3.水稻白葉枯病系統(tǒng)中不親各互作的早期反應(yīng)

根據(jù)水稻IR26懸浮

細胞與白葉枯病菌不親和小種JXOV互作系統(tǒng)的研究表明，在水稻懸浮培養(yǎng)細胞中發(fā)生類似于整株水稻的過敏反應(yīng)。實驗結(jié)果顯示水稻懸浮細胞與白葉枯病菌互作關(guān)系的確定約發(fā)生在二者互作后的3-8小時。水稻IR26懸浮細胞及原生質(zhì)體與白葉枯病菌JXOV的不親和互作早期有活性氧的釋放，這些活性氧通過充當(dāng)防衛(wèi)反應(yīng)的信號分子和引起脂質(zhì)過氧化而影響過敏反應(yīng)。

二者互作早期活性氧的產(chǎn)生要受到G蛋白及Ca信號的調(diào)控。離休實驗表明，上述活性氧可能來自于白葉枯病菌不親和小種JXOV對水稻IR26細胞質(zhì)膜上特定氧化還原系統(tǒng)的活化。這種活化須經(jīng)過G蛋白，酶蛋白的脫磷酸化等信號途徑的調(diào)控。另外，上述活性氧也可能來自于白葉枯病菌自身，且受Ca、NAD(P)H、O濃度及水稻因子的調(diào)節(jié)。實驗證明，大片段水稻細胞壁酶解碎片對白葉枯病菌活性氧的釋放具有較高的調(diào)節(jié)活性。

與一般情況不同，白葉枯病菌可誘導(dǎo)水稻IR26細胞質(zhì)Ca濃度在數(shù)十秒內(nèi)快速下降，不同親和關(guān)系的菌株引起下降的程度各下相同，形成各自的Ca信號，這種Ca信號對二者互作時活性氧的產(chǎn)生，肉桂酸脫氫酶(CAD)活性的誘導(dǎo)等具有重要意義。研究表明，水稻IR26懸浮細胞與白葉枯病菌不親和互作的早期有CAD活性的上升，標(biāo)志著木質(zhì)素生物合成途徑的啟動。這種CAD活性的上升并非源于白葉枯病菌對基因的直接激活，而源于對其基因表達的誘導(dǎo)，且CAD基因的表達要受到Ca信號的調(diào)節(jié)。水稻IR26懸浮細胞與白葉枯病菌不親和互作早期形成的△ph對CAD也有信號調(diào)節(jié)功能。亞細胞水平研究表明：親和程度不同的白葉枯病菌可不同程度地誘導(dǎo)水稻IR26線粒體活性氧的釋放，跨膜電位Ψ升高及Ca內(nèi)移的增加，進而通過上述具有信號功能的生化組分的變化來調(diào)節(jié)細胞的物質(zhì)代謝和能量代謝。因此，水稻的線粒體膜可能也具備對水稻白葉枯病菌信號的作用，并且水稻的線粒體在決定水稻細胞的抗感病代謝中起一定的作用。四.水稻抗白葉枯病基因的鑒定及分子克隆1.水稻抗白葉枯病的抗病基因鑒定

根據(jù)水稻品種與白葉枯病菌小種的互作關(guān)系，水稻的抗病性表現(xiàn)有質(zhì)量抗性和數(shù)量抗性兩種。質(zhì)量抗性是由主效基因控制的抗性，其與病菌小種有特異性互作關(guān)系；數(shù)量抗性是由微效多基因控制的抗性，其對病菌的不同小種可以表現(xiàn)有類似的抗性反應(yīng)。自60年開始，日本學(xué)者西村鑒定出黃玉和黃金丸對水稻白葉枯病菌的顯性抗病基因Xal以后，迄今已報道了21個以上抗病基因，其中包括6個隱性抗病基因(xa-5、xa-8、xa-9、xa-13、xa-19、xa-17)，且不同抗病基因的表達規(guī)律也有所不同。(表6)表6水稻抗白葉枯病基因的鑒定基因名稱代表品種、品系特征Xa-1Xa-2Xa-3Xa-4Xa-5Xa-6Xa-7Xa-8Xa-9Xa-10Xa-11Xa-12Xa-13Xa-14Xa-15Xa-16Xa-17Xa-18Xa-19Xa-20Xa-21黃玉、黃金丸、PiNo.1蘭太艾瑪斯2號早生愛國3號、爪哇14號IR20、IR22、IR1529-680-3IR1545-339、RP291-7MalagkitSungsong、辛尼斯DZ78、DV85、DV86PI231129KhaolayNhayCas209IR944-102-2-3、RP9-3黃玉和爪哇14BJ1臺中本地1號未見報道特特普未見報道豐錦、密陽23、IR24XM5XM6野生稻（O.longistaminata）西村11號染色體上與Xa-1連鎖（2－6%）成株抗性小川（1990）認為與Xa-3相同成株抗性與Xa-6連鎖（5.9%）與Xa-4連鎖（27.6%）與Xa-1連鎖（2%）與Xa-5互補突變體突變體成株抗性2.水稻抗白葉枯病菌基因的分子克隆

與其它農(nóng)作物相比，水稻具有的一些突出特點更便于用作圖克隆法克隆抗病基因。這些特點包括：①基因組較小，僅450Mbp，且1cm平均為265kb；②水稻基因組中有75%為單拷貝DNA，從而使遺傳大為簡化；③水稻種質(zhì)資源豐富，栽培品種和野生稻都可用于遺傳和育種研究，且證明是禾谷類作物中最易轉(zhuǎn)化的；④水稻已構(gòu)建了高精密度的RFLP圖譜，并已被應(yīng)用于植物育種和作圖克隆。基于上述有利條件，水稻抗病基因克隆進展迅速，從水稻中已成功克隆出了抗白葉枯病的兩個基因，即Xa21和Xa1.

(1)Xa21基因

Xa21位點最初來源于野生稻Oryzaelongistaminata.國際水稻IR24對所有菲律賓小種都感病，當(dāng)把Xa21從野生稻中導(dǎo)入IR24中后可以賦予其對所有菲律賓小種的抗性。從平均分布于RFLP圖中的123個基因組克隆中篩選到分子標(biāo)記RG103，它在近等基因系的11號染色體上顯示出多態(tài)性。為分離到與Xa21相連鎖的其它標(biāo)記，利用隨機擴增多態(tài)性DNA，即RAPD法，鑒定在近等基因系中出現(xiàn)多態(tài)性的PCR產(chǎn)物，從1700個隨機引物中鑒定了5個呈多態(tài)性的引物，分別是RAPD248、RAPD818、TH401、JS601和JS602。通過近等基因系之間雜交的F2代分析，RAPD248、RAPD818、RG103和Xa21都位于1.2cm之內(nèi)，約為300kb大小，而且RAPD248和RG103共分離。由于物理距離和遺傳距離之間的比率常隨所分析區(qū)域在染色體上所處位置不同而有所差異，為此還需要對野生稻中轉(zhuǎn)入IR24中的區(qū)段的物理大小進行進一步估算。通過雙項式方法(binomialmethod)和脈沖電泳(pulsedfieldelelectrophoresis)，劉永治發(fā)現(xiàn)導(dǎo)入的鉆尖DNA大小大于300kb,約為700kb。鑒于小基因的擬南芥僅用cosmid文庫就成功地用作圖克隆法分離到了AB13基因，水稻基因組約為擬南芥的3倍大小，因此也可能用與在擬南芥上相同的策略克隆基因。用含Xa21抗病基因的水稻品印度系IRBB21構(gòu)建粘粒(cosmid)文庫，插入片段大小為40kb，同時也構(gòu)建了BAC文庫，外源片段平均大小約120kb。RG103和IRBB21及Xa21供體水稻種(即野生稻)基因組DNA有8個雜交帶，且這個片段中至少7個在386個F2代中與Xa21共分離。RG103推斷的氨基酸序列表現(xiàn)出與帶有LRR結(jié)構(gòu)的親和蛋白具有20-30%的相似性，由此推斷IRBB21中與RG103雜交的DNA片段可能含有Xa21基因。用RG103為探針篩選BAC文庫和cosmid文庫中的陽性克隆并進行亞克隆，將16個部分重疊且代表7個不同基因組片段的亞克隆用基因槍的方法轉(zhuǎn)入感病水稻品系臺北309(O.sativaspp.Japonica)中，接種菲律賓小種6，結(jié)果含有9.6kb的KpnI片段亞克隆使病斑長度減短。由于Xa21為11號染色體上唯一已知的抗Xoo小種6的基因，所以將含有9.6kb的亞克隆定名為9.6kb。

進一步的亞克隆轉(zhuǎn)化將功能片段限定為2.3kbHindⅢ片段。序列分析表明9.6kb的KpnI基因組片段有一個3075kb的大ORF，被一個843kb的內(nèi)含子所阻斷。Xa21編碼1025個氨基酸的蛋白質(zhì)，N端編碼23個信號肽典型的疏水殘基，第81-634位氨基酸含有由24個氨基酸組成的23個完整的LRRs，具有胞外LRR蛋白的牲，含保守的甘氨酸。氨基酸第651-676位編碼26個氨基酸的疏水分支，似形成一個跨膜的螺旋，緊接著為5個堿性氨基酸，具膜蛋白的特征。708-1025位氨基酸含有一個胞內(nèi)蛋白激酶催化區(qū)，該區(qū)內(nèi)含有蛋白激酶的11個亞區(qū)和5個不可變氨基酸，并具有絲氨酸/蘇氨酸激酶的特征

Xa21蛋白與擬南芥未知功能的類似受體的激酶蛋白RLK5和TMK1具有很高的保守性，它們之間的相似性分別為54.7%和53.1%，相同性分別為35.5%和29.8%。另外，Xa21的胞外區(qū)與番茄抗真菌的cf9基因產(chǎn)物(54.9%、32.5%)和小麥未知功能蛋白(53.1%、33.3%)及菜豆聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白(53.1%、29.5%)都具有保守性。Xa21同時具有類似Pto的絲氨酸/蘇氨酸激酶和類似cf9的特征性LRR結(jié)構(gòu)，這暗示了Xa21抗病基因編碼產(chǎn)物有受體功能和下游信號傳遞的功能。

比較Xa21、Pto和Prf三種蛋白，Pto僅編碼一個STK激酶，Prf編碼一個含NBS-LRR蛋白，這兩個基因都為番茄對表達了avrPto的P.syringaepv.tomato菌株產(chǎn)生抗性所必需。而Xa21中則同時包含了Pto和Prf中的結(jié)構(gòu)特征，賦予對白葉枯病基因的抗性。這一方面說明Pto和Prf中之間可能緊密互作，共同感受和傳導(dǎo)病原菌的無毒信號，同時也暗示在僅含有LRR的R基因中可能也同時存在著具有重要功能的蛋白激酶部分。定位于細胞質(zhì)的具NBS/LRR結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)都要與一個激酶作用，激活下游的信號過程，反之亦然。但這僅是一個推測，還需要進一步的研究證實。(2)Xa1Xa1是由日本科學(xué)家最近克隆到水稻上的以一個抗白葉枯病基因(S.Yoshimuraetal.1998)該基因控制對水稻白葉枯病基病菌日本系統(tǒng)小種1的抗性。Xa1位于水稻第4條染色體上，通過基因作圖的方法克隆獲得。Xa1CDNA有一個5406bp的ORF，并分別在5’和3’端有112bp和392bp的非翻譯區(qū)。基因組克隆大小為13.5kb。Xa1基因含4個外顯子，被3個內(nèi)含子所分隔，編碼1802個氨基酸的多肽。Xa1蛋白含有幾個與已知R基因產(chǎn)物相似的區(qū)域，分別為NBS的兩個結(jié)構(gòu)，三個類似激酶的保守以及一個LRR。與RPM1和PRS2的LRR不同，Xa1的LRR含有6個完整的重復(fù)單位，共有序列為LXXXXL/IXXN/CXX。每個重復(fù)單位含93個氨基酸，其中第一至第五個重復(fù)單元的核苷酸和氨基酸序列幾乎相同，同源性分別為97-99%。而第6個重復(fù)單元與前5個重復(fù)單元的同源性則相對要小些，氨基酸和核苷酸水平上同源性分別為62-67%和73-75%。Xa1蛋白中LRR的保守以說明含93個氨基酸的重復(fù)單元的復(fù)制可能是在該基因的進化中才出現(xiàn)的，它可能與Xa1基因產(chǎn)物對小種特異性病原識別的進化有關(guān)。

另外，在第個LRR的第3到第8個氨基酸位置上，都存在一具GHGEDG的序列，該序列與NBS的共有序列GXGXXG相匹配。除此之外，Xa1蛋白還含有22個潛在的與N端相連的糖基化位點[NX(S/T)]。這些位點中的6個存在于每個LRR重復(fù)的36位氨基酸上。這些結(jié)構(gòu)特征說明在防衛(wèi)反應(yīng)信號傳遞途徑中Xa1基因產(chǎn)物還可能與其它蛋白互作。與已克隆的其它抗病基因不同，Xa1基因受病原菌浸染和損傷誘導(dǎo)。剪葉接種后5天，在親和和不親和以及對照(接種水)處理中都能檢測到Xa1和mRNA積累，而在完整植株中卻沒有Xa1mRNA的積累。Xa1mRNA的積累與病原菌生長抑制一致，說明Xa1的誘導(dǎo)可能與對病原菌抗性的增強是有關(guān)的。Xa21和Xa1是水稻中具有不同結(jié)構(gòu)特征的抗病基因，它們的發(fā)現(xiàn)說明在水稻中至少存在著不同的識別Xoo特定小種的配體和受體系統(tǒng)。(3)最近日本和菲律賓國際水稻研究所的學(xué)者對菲律賓小種6(PXO99)具有抗性的一個隱性抗病基因xa13進行了分子克隆研究，通過精細的遺傳圖譜和物理圖譜的構(gòu)建和9個DNA標(biāo)記對2個F2群體的檢驗，將該基因定位在水稻第8條染色體長臂上的小于4cm的精確位置(A.C.Sanchez,1999)上。(三)水稻抗白葉枯病防衛(wèi)基因的表達和調(diào)控本實驗室利用水稻抗白葉枯病基因近等基因系和轉(zhuǎn)基因系為材料，研究了水稻-白葉枯病基因互作中，水稻防衛(wèi)基因pal和chs的轉(zhuǎn)錄特征。Northern檢測結(jié)果顯示，在與白葉枯病菌非親和性互作中，水稻編碼苯丙氨酸解氨酶(PAL)的基因pal和編碼查爾酮合成(CHS)的基因chs的均受到白葉枯病基因的誘導(dǎo)，并且這兩種基因的誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄還表現(xiàn)出協(xié)同性；而親和性互作中，水稻中這兩種基因的轉(zhuǎn)錄均不受到誘導(dǎo)或只是受到很微弱的誘導(dǎo)。

該結(jié)果反映了由PAL和CHS調(diào)控的苯丙烷核心反應(yīng)的啟動和產(chǎn)物的合成，有助于增強水稻對白葉枯病菌的抗性。實驗結(jié)果還顯示：互作中水稻PAL和CHS編碼基因是否受到白葉枯病菌的誘導(dǎo)，不僅與水稻中功能性抗病基因產(chǎn)物存在與否有關(guān)，還與功能性抗病基因產(chǎn)物的種類有關(guān)。該結(jié)果表明水稻PAL和CHS編碼基因在互作中是否受到誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄，取決于水稻功能性抗病基因產(chǎn)物對白葉枯病菌的?；宰R別。在以水稻白葉枯病菌無毒突變體進行防病試驗的工作中，我們發(fā)現(xiàn)水稻的許多防衛(wèi)基因在轉(zhuǎn)錄水平上被誘導(dǎo)活化。1.Du728處理后和未處理葉片中PAL酶活性及pal基因轉(zhuǎn)錄活性

Du728噴霧處理后和未處理葉片中PAL酶活性變化見圖1。從中可見，Du728接種后，處理葉片中PAL酶活性迅速增加，處理6小時和12小時分別比對照葉片增加79.2%和143.3%。處理后24小時達到最高，比對照增加162.1%。JXOⅢ接種后，處理葉片中PAL酶活性增加緩慢，處理后12小時和24小時分別比對照葉片46.7增加%和76.9%。

但Du728接種后同株未處理葉片中PAL酶活性沒有變化。Du728噴霧處理后和未處理葉片中pal基因轉(zhuǎn)錄活性變化與酶活性變化相似。Du728接種后，處理葉片中pal基因的轉(zhuǎn)錄活性迅速增強，處理后6小時也開始轉(zhuǎn)錄，但轉(zhuǎn)錄強度明顯降低，轉(zhuǎn)錄活性增強的速度也較為緩慢。Du728接種后同株未處理葉片中pal基因的轉(zhuǎn)錄未受到誘導(dǎo)，轉(zhuǎn)錄活性沒有變化。2.Du728處理后和未處理葉片中chs基因轉(zhuǎn)錄活性

Du728噴霧處理后和未處理葉片中chs基因轉(zhuǎn)錄活性見圖14。Du728接種后，處理葉片中chs基因的轉(zhuǎn)錄活性迅速增強處理后6小時轉(zhuǎn)錄活性開始增強，處理后12小時轉(zhuǎn)錄活性基本達到最高。JXOⅢ接種后，處理葉片中chs基因在處理后12小時才開始轉(zhuǎn)錄，轉(zhuǎn)錄活性增強的速度也較為緩慢。Du728接種后同株未處理葉片中chs基因的轉(zhuǎn)錄未受到誘導(dǎo)，轉(zhuǎn)錄活性沒有變化。

3.Du728處理后和未處理葉片中PO酶活性及pir3基因轉(zhuǎn)錄活性

Du728噴霧處理后和未處理葉片中PO酶活性變化見圖2。從圖中可見，Du728接種后，處理葉片中PO酶活性迅速增加，處理后6小時比對照葉片增加96.4