由Magnaporthe oryzae引起的稻瘟病是水稻上的毁灭性病害之一,对水稻的安全生产存在极大威胁。目前,选育抗病品种是最有效、最具经济价值和最环保的防治稻瘟病的方法。由于稻瘟菌在抗性压力下可以快速变异,从而导致抗病品种在种植几年后丧失抗性,这使得选育抗病品种成为了一个长期性的任务。Q455是来自四川省绵阳农科院的一个水稻材料,对稻瘟病抗性强。但其抗瘟基因组成及主效抗瘟基因还不清楚。为了发掘抗瘟基因资源,本研究旨在通过抗瘟基因表达分析和基因定位来探究Q455中的主效抗瘟基因。主要结果如下:1.水稻材料Q455对稻瘟菌具有广谱抗性。通过划伤接种116个四川盆地的田间菌株,22个CRB菌株,共计138个菌株。与对照LTH相比,Q455对所有菌株均具有很高的抗性,其中对Q455不致病菌株121个,包括田间菌株100个,CRB菌株21个。根据病斑形态分析,发现对Q455具有弱致病能力的菌株有17个,包括田间菌株16株,CRB菌株1株,即CRB18,没有发现强致病菌株。通过计算,明确了Q455的抗病频率为87.7%,而高抗对照品种R2115的抗性频率为82.3%,表明Q455抗谱更宽,抗性频率更高,对稻瘟菌具有广谱抗性。2.Q455含有Pid2、Pik、Pib等抗瘟基因。在Q455中对部分已克隆抗瘟基因进行表达分析,发现Pid2、Pid3、Pish、RGA4、RGA5、Pik-1、Pik-2在Q455中有一定的表达。通过序列比对,发现Q455中Pid2与Digu中Pid2存在H686R的氨基酸变异,这与蓉18B和Yi Xiang 1B中的Pid2变异位点一致;Q455中Pik-1与Pik-2与参考序列并无差异;RGA4与参考序列无差异,RGA5与参考序列有多个位点的突变或插入;Pish也存在多个位点的差异;Pid3碱基差异导致的提前终止与前人报道的感病突变一致;初定位区间中Pib与参考序列无差异。3.Q455的主效抗瘟基因定位于第二条染色体末端。通过Q455和高感稻瘟病材料丽江新团黑谷构建遗传分离群体进行抗瘟基因的图位克隆。用筛选到的对24个单基因系致病对Q455不致病的菌株CRB20进行喷雾接种,发现F2群体感病单株和抗病单株的比例符合3:1,说明Q455材料对CRB20菌株的抗性由一个隐性抗性基因控制。经图位克隆和基因组重测序分析,将赋予Q455对CRB20菌株抗性的基因定位到2号染色体末端。通过检索发现改区间只有Pib编码具有NBS-LRR结构的R蛋白,因此对Q455中Pib进行序列分析,发现与参考序列并无差异,且通过查阅网站与文献,发现Pib是显性抗瘟基因,因此推测在2号染色体末端可能含有其他抗瘟基因,需进一步定位分析。除了编码NBS-LRR蛋白的R基因以外,还有许多基因参与水稻抗病调控。研究这些抗性调控基因,有助于探索稻瘟病菌与水稻相互作用的分子机制,为水稻抗稻瘟病提供更多的理论依据。在之前的研究中发现,水稻中4个编码类受体激酶的FLR基因参与调控稻瘟菌的抗性。另外,我们在该家族基因突变体中,发现了一个与免疫自激活表型相似的突变体flr15。经过研究发现,flr15突变体材料表现为植株矮小、分蘖减少、叶片尖端黄化枯萎。为了解析FLR15的基因功能,我们通过表型分析,细胞生物学分析和互作蛋白筛选,初步得到了以下结果:1.FLR15调控水稻免疫自激活。通过台盼蓝染色和DAB染色发现WT和flr15突变体叶片顶端存在细胞死亡和过氧化氢大量累积的免疫自激活表型,通过透射电镜观察到flr15突变体材料的叶绿体形态受损,且离叶尖越近,叶绿体受损更为严重,同时flr15突变体中防御相关基因表达量显著高于WT。2.FLR15调控细胞伸长和叶片夹角。敲除FLR15后,水稻植株的株高明显降低,根长也明显降低,叶片夹角变大。表明FLR15在调控细胞伸长和植株形态上起重要作用。3.筛选并明确6个与FLR15互作的蛋白。通过酵母筛库筛选到107个与FLR15互作的蛋白,经酵母互作验证,明确了6个与FLR15互作的蛋白。