水稻(Oryza sativa L.)是全球重要的粮食作物之一,是世界近一半人口的口粮。水稻白叶枯病是一种具有严重危害的细菌性病害,由稻黄单胞杆菌水稻白叶枯病致病变种(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)侵染所引起。水稻白叶枯病菌小种PXO86通过三型分泌系统(Type Ⅲ secretion system,T3SS)分泌一类转录激活效应蛋白(Transcription activator-like effectors,TALEs),如AvrXa7、PthXo3、TalC和Tal5进入植物细胞核,结合水稻SWEET14启动子区的特异结合元件(TALE binding elements,EBEs),诱导SWEET14表达,促进病菌的侵染。但水稻转录因子如何调控SWEET14尚不清楚。本研究通过酵母单杂交试验筛选出调控SWEET14的转录因子TB1(Teosinie branched 1),进一步通过生化与分子生物学和遗传学等手段探究TB1调控水稻糖类物质转运的机理,初步明确了TB1-SWEET14途径调控水稻白叶枯病抗性的分子机制,试验结论如下:1.sweet14突变体和野生型植株接种白叶枯病原菌小种PXO86的抗病性鉴定以及PCR试验,表明SWEET14接种后受病菌诱导表达,确定SWEET14负向调控水稻对白叶枯病的抗性,进一步筛选激活SWEET14的转录因子infection-related glomerulonephritis。本实验利用酵母单杂交技术筛选获得调控SWEET14的多个转录因子,目前关于TB1的抗病功能的研究尚未有报道,因此选取转录因子TB1并验证转录因子TB1调控SWEET14。2.为研究TB1的功能,Nipponbare水稻接种PXO86,通过PCR检测发现TB1的表达量在接种后显著上调,初步明确TB1参与调控水稻抗白叶枯病。TB1-GFP融合蛋白在烟草和转化水稻中定位于细胞核。为探究TB1的抗病功能,本实验我们构建TB1基因编辑突变体以及过表达植株,并接种PXO86。病理学实验结果显示,突变体较野生型植物感病,而过表达植株抗病,说明TB1正向调控水稻点击此处对白叶枯病的抗性。接种PXO86后SWEET14诱导表达水平在tb1突变体中高于野生型植株,相反在过表达中低于野生型植株,推测TB1通过抑制SWEET14的转录从而增强水稻对白叶枯病菌小种PXO86的抗性。3.为验证TB1是否具有调控水稻对多个白叶枯病菌的广谱抗性,通过RT-qPCR分析TB1对白叶枯病菌小种PXO71、PXO79侵染的selleckchem Tofacitinib响应。结果表明,TB1受PXO71、PXO79侵染诱导表达。接种PXO71和PXO79发现,和野生型植株相比tb1突变体为更感病,而过表达植物更抗病。RT-qPCR结果证实,PXO71和PXO79的靶标基因SWEET11和SWEET13,在tb1突变体中上调,在过表达中下调,推测TB1可能具有调控水稻白叶枯病水平抗性的活性。为研究TB1基因是否调控水稻广谱抗病性,tb1突变体和TB1 OX水稻分别接种纹枯菌(Rhizoctonia solani)AG1-IA及稻瘟菌(Magnaporthe oryzae)小种Guy11进行抗性鉴定。病理学实验结果显示,相比野生型植株,tb1突变体抗纹枯病和稻瘟病。本论文通过分子生物学试验及抗病性鉴定明确了转录因子TB1抑制转录SWEET11、SWEET13和SWEET14,进而提高水稻对白叶枯病抗性的分子机制,为后续水稻的抗性育种提供重要分子靶点。