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秀丽新小杆线虫(Caenorhabditis elegans)是最简单的多细胞动物的代表，同时也是用于分子发育研究最好的模式生物之一。细胞凋亡(apoptosis)是多细胞生物体更新正常细胞和清除异常细胞的机制，大多数属于程序性细胞死亡(programmed cell death，PCD)，而植物的过敏性反应(hypersensitive reaction，HR)为一种快速的细胞PCD。过敏性反应是植物程序化的抗病机制，非亲和的植物与病原物互作系统，发生HR时和寄主细胞的PCD有关。
本课题从PCD和HR与植物抗病或抗线虫的机理研究入手，用C.elegans的细胞凋亡调控基因构建适当的载体，然后转化植物，根据其表达的结果来鉴定这类基因在植物体内调控PCD和HR的功能。为此，克隆了C.elegans的细胞凋亡基因ced-3/ced-4，借助这两个基因，构建了玉米泛素启动子、诱导型启动子和GAP启动子驱动的3种植物表达载体，采用单子叶的模式植物水稻和双子叶模式植物的拟南芥作为转基因表达分析的受体植物，拟南芥(Arabidopsis thaliana)：哥伦比亚生态型(Columbia，Col-0)，兰兹伯格生态型(Landsberg erecta，Ler)；水稻品种：中花11、日本晴、丽江新团黑谷。转基因苗接种植物寄生线虫，检测鉴定目的基因的表达和功能。
本研究用农杆菌转化法分别转化水稻和拟南芥，检测评价ced-3和ced-4基因在拟南芥和水稻根部的表达效果，分析转基因拟南芥苗对爪哇根结线虫侵染的抗性，具体包括以下结果：
(1)从秀丽新小杆线虫克隆到细胞凋亡基因ced-3和ced-4及其cDNA全长序列。
(2)构建了玉米泛素(Maize Ubiquitin，UBI)启动子单子叶植物表达载体，将ced-4插入的载体pUBI-CED-4转化水稻后获得强表达。
(3)将目的基因ced-4的cDNA序列插入与eGFP连接成融合基因，构建了pGAP-CED4-eGFP表达载体；构建的表达载体pGAP-CED4-eGFP，转化水稻获得T0代水稻转基因苗，检测转化苗接种潜根线虫后的根表皮HR，比对照野生型显著增强；特别是受体品种丽江新团黑谷的转化成功，为抗性评价提供了有利条件。
(4)以双子叶植物常用的CaMV35S启动子，以pCAMBIA1301为基础，设计合成了两段启动子调控序列，将基因ced-3的cDNA序列插入，构建了以线虫侵染的诱导表达载体pI35S-CED-3，用农杆菌介导转化拟南芥，获得T1代拟南芥转化苗，在MS平板培养基上接种爪哇根结线虫7天后，检测根部表皮细胞凋亡的两种结果，均表明根结线虫的侵染诱导了目的基因ced-3的表达，与野生苗比较，根部表达HR表型也显著增强。拟南芥的T1代转化苗，在基质上接种爪哇根结线虫90天后，检测根系结果发现，T1代转基因苗对爪哇根结线虫的抗性比对照野生苗平均提高了38.20％以上。
(5)用载体pGAP-CED4-eGFP的菌液浸泡处理水稻潜根线虫和爪哇根结线虫，处理72小时后获得了局部表达。
本研究通过探索植物抗线虫的机理，进而为抗线虫作物品种的培育提供新的途径和基础，具有重要的科学理论意义和实际应用价值。