在植物的生命周期过程中时常会遭遇外界某些生物或非生物因子带来的逆境损害,产生异于常态的症状。水稻作为主要世界性粮食作物之一,在其生产过程中也会受到一系列病原微生物的侵扰,严重限制水稻输出产值及品质质量。所以,发现相关抗性基因,培育抗性品种在水稻栽培以及病害防控中扮演着至关重要的作用。本实验建立在先前研究中发现杜仲内生菌DZSY21能够在玉米B73品系植株中稳定定殖并提高玉米对某些玉米病害的耐受性,通过对DZSY21处理后的植株进行全基因组DNA甲基化测序（WGBS）分析,筛选得到ZmERS4基因作为抗病相关的候选基因。后续课题组进一步围绕ZmERS4转基因水稻开展了一系列抗病性分析研究,获得了如下主要结果:1.生物信息学分析结果显示ZmERS4位于5号染色体上,编码蛋白产物的序列全长1905 bp,共编码634个氨基酸,翻译蛋白分子量为70.53 k Da,等电点7.07,属于乙烯受体蛋白第Ⅰ亚家族。2.ZmERS4转基因水稻的组织表达模式分析结果表明ZmERS4基因在水稻根、茎、叶、叶鞘中均有表达,但在叶部表达量最高;水稻细菌性条斑病菌和纹枯病菌的侵染均可诱导ZmERS4表达,ZmERS4基因分别在上述两种病原菌侵染后呈上调表达。推测其在抵御病原微生物侵染的不同时期发挥作用。3.ZmERS4转基因水稻对细菌性条斑病和纹枯病抗性增强,经水稻细菌性条斑病菌接种处理12 h及水稻纹枯病菌接种处理24 h的ZmERS4转基因水稻中糖转运蛋白OsSWEET表达量降低;与此同时,课题组分别对病原菌侵染前后的转基因水稻和野生型植株体内的H2O2含量进行了检测,结果表明在受到水稻细菌性条斑病菌和水稻纹枯病菌侵染后,转基因植株中的过氧化氢含量均有所提高并且高于对照组植株。4.对接种水稻细菌性条斑病菌和水稻纹枯病菌的ZmERS4转基因水稻体内的部分病程相关蛋白PR基因进行检测,结果显示,ZmERS4转基因植株中的PR基因受上述两种病原菌的诱导均呈现不同程度的上调表达变化,推测ZmERS4转基因水稻在应对外源病原菌侵染的过程中,可启动植物自身PR基因的响应应答,进而增强植株抗病性。5.利用q RT-PCR检测病原菌侵染后的ZmERS4转基因水稻中SA、JA、ET信号通路标志基因的表达水平,发现水稻细菌性条斑病菌接种12 h后,和野生型植株相比,转基因水稻中SA信号通路的标志基因OsPAL、OsNAC4基因均上调表达;与此同时,接种水稻纹枯病菌24 h后,转基因水稻中SA信号通路的标志基因OsPAL、OsNAC4基因的表达均显著升高。继而对转基因植株及野生型植株体内的水杨酸含量进行检测,发现水稻细菌性条斑病菌和病原菌处理后的转基因植株体内的SA含量均高于野生型。上述结果表明ZmERS4转基因植株可能是通过SA介导的信号传导途径来提高水稻对病害的抗性。6.水杨酸抑制剂1-氨基苯并三唑（ABT）处理转基因水稻,发现SA抑制剂ABT处理后的转基因水稻失去对水稻细菌性条斑病的抗病性,表现出与野生型相似的表型,进一步表明ZmERS4基因是通过SA途径参与植物的防御进程。