水稻是世界上重要的粮食作物之一,有超过50%的人以水稻为主食。然而,各种病虫害严重威胁水稻的产量和品质增长。水稻白叶枯病是水稻重大病害之一,在世界大部分水稻产区均有发病。因此,研究水稻抗白叶枯病的分子机制,可为水稻抗白叶枯病育种应用提供理论基础,对确保粮食安全具有重要意义。为了寻找与水稻抗白叶枯病的相关基因,我们通过分析水稻基因表达芯片数据库(http://www.ricearray.org/)中相关数据,筛选到一个表达量受白叶枯病原菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae, Xoo)诱导表达上调的基因,将此基因命名为Xoo-responsive gene 1 (Xrgl)。通过遗传学和分子生物学等方法,研究Xrgl是否参与水稻抗白叶枯病的生物过程。主要结果如下：1、通过分析基因Xrgl编码的氨基酸序列和蛋白结构,我们发现蛋白XRG1含有一个脯氨酸羟化酶结构域(P4Hc),在拟南芥中含有该结构域的蛋白AtP4Hl与植物对生物和非生物胁迫的信号响应有关,我们推测基因Xrgl能够参与水稻对生物和非生物胁迫的信号响应。2、在水稻不同生长阶段的不同组织部位分别提取RNA,反转录后通过qRT-PCR分析该基因的表达谱,我们发现Xrgl在水稻生长的各个时期均有表达,其表达量在茎叶中相对较高,并且随着水稻发育阶段的推进,其表达量逐渐增高。3、为了研究基因Xrgl是否调控水稻白叶枯抗病基因Xa21介导的抗性,我们构建了在Xa21-Kitaake背景下的Xrgl RNAi转基因干涉株系,并通过潮霉素标记检测获得阳性纯合株系。通过qRT-PCR检测不同株系Xrgl的表达量,以此明确不同株系Xrgl的干涉程度,并选择其中干涉程度显著的两个株系进行接菌和表型分析。4、将阳性纯合转基因株系和对照材料接种白叶枯菌,分别统计接菌0d、7d和14d后的病斑长度和细菌生长量。结果表明,Xa21-Kitaake背景下的阳性转基因材料X-XrglRi的病斑长度以及细菌生长量均显著高于阳性对照Xa21-Kitaake植株,而转基因阴性株系接菌后与对照Xa21-Kitaake无明显差异。此结果表明Xrgl参与了Xa21介导的白叶枯病的抗病反应过程。5、为了研究XRG1参与水稻抗白叶枯病的分子机制,我们构建了35S-XRG1-GFP亚细胞定位载体,在水稻原生质体中进行了XRG1-GFP重组载体的瞬时表达,结果发现该重组蛋白定位于细胞核中,表明XRG1可能在细胞核内发挥功能。6、为了探究蛋白XRG1与XA21之间的关系,我们利用酵母双杂交技术检测XRG1和XA21细胞内结构之间的相互作用,结果显示,XRG1和XA21之间没有直接的相互作用。说明在水稻体内,XRG1可能并不通过直接与XA21相互作用来调控Xa21介导的白叶枯病抗性。综上所述,Xrgl间接对Xa21介导的抗白叶枯病反应起着调控作用。