水稻是全球最重要的三大粮食作物之一,中国超过一半的人口以水稻作为主要粮食,所以水稻的高产稳产是中国和世界粮食安全的重要保障,但水稻在生产过程中,容易遭受病虫害的威胁,影响水稻正常的生长发育导致水稻减产。由稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）引起的稻瘟病是影响世界水稻产量最严重的三大病害之一,目前防治稻瘟病最经济环保的办法是利用抗稻瘟病基因杂交选育抗病品种。利用抗稻瘟病恢复系来选育品种是最持久有效的一种方法,因此,抗病育种需要持续寻找丰富的种质资源,挖掘新的广谱抗病基因,从而战胜稻瘟病,保证粮食安全。雅恢2115是四川农业大学生态研究所选育的优良恢复系,已被广泛应用于杂交育种。通过近10年的田间鉴定,雅恢2115均表现为抗稻瘟病。目前已经证实雅恢2115中Pi2是主要的抗稻瘟病R基因,但雅恢2115是否含有其他抗稻瘟病R基因或者新基因,还未见报道。为此,本研究利用传统的基因定位和转录组测序来挖掘抗稻瘟病基因,利用转基因技术、测序比对、稻瘟病抗性分析、泛素化蛋白组测序等生物学技术进行了基因的功能分析和功能机制探究。主要研究结果如下:1.雅恢2115中含有抗稻瘟病R基因Pib和Pid2通过极端集团—隐性群体法将赋予雅恢2115对M14Ga089菌株抗性的基因定位到第2号染色体35,104,642-35,104,668bp附近,并将其命名为Pir2115-1（t）。分析第2号染色体Pir2115-1（t）位置附近已克隆的抗稻瘟病R基因是Pib,Pib-R2115在雅恢2115中的表达水平较高,同时测序对比发现Pib-R2115与已报道的Pib在氨基酸序列上无任何突变,表明Pir2115-1（t）就是Pib。通过对雅恢2115接菌后不同时点样品的表达量分析,发现在雅恢2115中Pid2受稻瘟菌诱导上调表达,测序比对发现Pid2-R2115的氨基酸序列与已报道的Pid2＿Y1B氨基酸序列一致,没有突变,表明雅恢2115中含有Pid2。2.候选基因Os03g0401951正调水稻对稻瘟病的抗性利用离体叶片接菌对Os03g0401951转基因阳性株系进行抗瘟性鉴定,发现相比对照TP309,Os03g0401951过表达株系中Os03g0401951基因的表达量明显增加,接种后的叶片病斑面积减小,稻瘟菌的生物量明显减少,防御相关基因的表达水平也高于对照,表明过表达Os03g0401951增强了水稻对稻瘟病的抗性。3.基因Os UMP1（Os03g0583700）过表达更抗稻瘟病对Os UMP1转基因过表达株系离体接种稻瘟菌,发现与野生型TP309相比Os UMP1过表达株系叶片的稻瘟病病斑减小,并且稻瘟菌的生物量明显减少,说明Os UMP1基因增强了水稻对稻瘟病的抗性。同时对过表达株系T1代进行了共分离鉴定,通过对叶片离体喷雾接种稻瘟菌,发现阳性植株比阴性植株更抗稻瘟病。对过表达株系的叶鞘接种融合绿色荧光蛋白的稻瘟病菌,观察附着孢萌发和菌丝生长,结果发现Os UMP1过表达株系通过抑制稻瘟病菌附着孢的萌发和菌丝生长,阻碍了稻瘟病菌的侵染进程,进一步说明Os UMP1基因增强了水稻对稻瘟病菌的抗性。对Os UMP1过表达株系接种稻瘟病菌,分析一系列防御反应。结果发现,防御相关基因KS4和PR10b的转录水平在Os UMP1过表达株系中显著上调;并且产生了大量的H2O2,同时发现Os UMP1过表达材料的过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）的酶活相比于野生型都减少了,从而减少了对H2O2的分解。对Os UMP1基因的敲除突变体ump1接种稻瘟菌,结果发现敲除突变体与对照TP309相比,叶片病斑面积明显增大,相对菌的生物量也更多,表明突变体ump1减弱了水稻对稻瘟病的抗性。4.Os UMP1调控水稻蛋白酶体的累积和酶活对Os UMP1过表达材料接种稻瘟病菌后检测蛋白酶体含量以及蛋白酶体的酶活。结果显示Os UMP1过表达材料中26S蛋白酶体的含量和酶活在本底和接种稻瘟菌后12h都高于野生型TP309。泛素化组学和蛋白组学数据显示,Os UMP1可能通过调控蛋白酶体介导的泛素化-蛋白降解途径增强水稻对多个稻瘟菌菌株或不同病原物的抗性。5.Os UMP1正调水稻对白叶枯菌和纹枯菌的抗性通过对Os UMP1过表达材料分别接种白叶枯菌和纹枯菌,发现Os UMP1过表达材料叶片的白叶枯病斑长度和纹枯病斑长度均小于野生型TP309,表明Os UMP1正调水稻对白叶枯菌和纹枯菌的抗性,说明Os UMP1基因是一个抗多种病原菌的广谱抗病基因。6.Os UMP1不影响水稻的农艺性状和产量通过对Os UMP1过表达材料进行表型鉴定和考种,发现Os UMP1过表达材料与野生型TP309在株高、分蘖、结实率、千粒重和单株产量上都无显著差异,表明Os UMP1基因不影响水稻的农艺性状和产量。