稻瘟菌与水稻的互作是植物与病原菌互作研究的模式体系,许多学者对其互作机制开展了大量的研究工作,但目前关于稻瘟菌与水稻互作后的相互识别及早期反应机制等仍缺乏系统的了解。近年来受到广泛关注的质膜蛋白质组学研究,为从蛋白质整体水平了解稻瘟菌诱导的水稻抗病性机制提供了新的思路和技术平台。　　 本研究以广东稻瘟病菌优势小种之一ZC13(菌株97-151a)、抗稻瘟病近等基因系水稻C101LAC(含Pi-1抗稻瘟病基因)及其背景品系C039(不含己知抗病基因,感病对照)为材料,用稻瘟菌处理水稻后不同时间取样,经叶片质膜蛋白质提取、双向电泳、图像分析、质谱鉴定等蛋白质组学技术,对稻瘟菌诱导的不同抗性水稻叶片的质膜蛋白质差异表达进行了分析。实验结果如下:　　 1、采用两相分配法和离心法对水稻叶片的细胞质膜进行了纯化,建立了成熟的适合于质膜蛋白质组分析的水稻叶片质膜纯化的技术体系。分别选用5种不同聚合物浓度(分别为6.1％,6.2%,6.3%,6.4%,6.5%w/w Dextran T500/PEG3350)的双水相体系,对3次两相分配后的细胞质膜纯化效果进行了研究。经细胞质膜标志酶H+-ATPase的活性测定、柠檬酸铅.醋酸铀双染色、低pH磷钨酸染色及电镜检测,结果表明由6.3%w/w Dextran T500/PEG3350组成的双水相体系可以获得高纯度的质膜微囊;粗质膜经过3次两相分配后,其质膜标志酶VO3-4-ATPase的相对活性高达93.5%,蛋白质产率为2.73%。纯化的质膜微囊封闭性较好,主要为正向型质膜微囊。质膜蛋白质经增溶缓冲液溶解,1-D SDS-PAGE结果表明,纯化后的质膜有效减少了特定蛋白质条带的丰度,使蛋白质条带的分布更为均匀。双向电泳(IEF/SDS-PAGE,2-DE)结果表明,纯化后的质膜2-DE图谱具有低背景、高分辨率和重复性的优点,为进一步的水稻质膜蛋白质组研究提供了可靠的实验材料。　　 2、用稻瘟菌处理以C039为背景的近等基因系水稻,分别于8 h、12 h、24 h和48 h时取样,经质膜蛋白质提取、2-DE分析,获得了不同时间段的2-DE图谱;用PDQuest8.0软件对2-DE图谱进行分析,获得了44个差异表达蛋白质。其中,感病品系C039中共有28个差异表达蛋白质,抗病品系C101LAC中共有28个差异表达蛋白质,在2个品系中均表现差异表达的相同蛋白质有12个。　　 3、采用MALDI-TOF-TOF质谱技术,成功对上述44个差异表达蛋白质进行了鉴定。经生物信息学分析,按照蛋白质功能可将44个差异表达蛋白质分为4类,其中膜转运相关蛋白质14个,信号转导和细胞运输相关蛋白质12个,代谢相关蛋白质13个,功能未知蛋白质5个。　　 (1)膜转运相关蛋白质分别为:质膜ATP合成藕联质子运输(plasma membraneATP synthesis coupled proton transport)相关蛋白质(ATP酶α亚基、ATP酶α亚基C端部分、推测的ATP酶β链、ATP酶ε亚基、ATP酶CF1α亚基、推测的液泡V型H+-ATPase)、质膜氧化还原系统相关蛋白质(铁氧化还原蛋白-NADP(H)还原酶、NADH-泛醌氧化还原酶75 kDa亚基、Rieske铁硫蛋白和细胞色素b6-f复合物铁硫亚基)和推测的温诱导型载脂蛋白。　　 (2)信号转导和细胞运输相关蛋白质分别为:蛋白激酶(丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶、推测的蛋白激酶、碳代谢去阻遏蛋白激酶)、推测的GTP结合蛋白、推测的Remorin1蛋白、ras相关蛋白RIC1、钙调磷酸酶B亚基样蛋白、推测的磷酸激酶、推测的抑制素、h359-3和类蛋白磷酸酶-2C。　　 (3)代谢相关蛋白质:热激蛋白Hsp70、甘油三磷酸脱氢酶、醛缩酶、推测的果糖二磷酸醛缩酶、放氧复合蛋白1、放氧复合蛋白2、谷氨酰胺合成酶、推测的线粒体加工肽、类囊体腔20 kDa蛋白、谷胱甘肽-S-转移酶、推测的Copia型多边形多聚蛋白和可能的木葡萄糖基转移酶3。　　 (4)功能未知蛋白质分别为:推测的多聚蛋白、推测的蛋白和推测的生长素调节蛋白。　　 4、稻瘟菌诱导后,不同抗性品系中差异表达的质膜蛋白质主要参与了信号识别、信号跨膜转导、能量代谢、物质运输等生理过程,在水稻与稻瘟菌互作早期防卫反应中起着重要的作用。不同抗性水稻间质膜差异表达蛋白质表现的差异,可能与水稻与稻瘟菌互作的识别和早期防卫反应机制等存在差异有关。