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水稻是人类重要的粮食作物。白叶枯病是造成水稻减产的主要病害之一,每年都造成巨大的经济损失,研究和发掘水稻自身携带的抗病相关基因可为培育优良的抗性品种提供新的路径,同时也可推动水稻抗病机理研究的不断发展。含有保守的三个半胱氨酸(Cysteine, Cys或C)和一个组氨酸(Histidine,His或H)结构域的锌指蛋白被称为CCCH型锌指蛋白。研究发现在水稻中这类蛋白是一个大的家族,含有至少67个成员,但是它们的功能却鲜为人知。本研究运用植物分子生物学和生物化学领域的前沿技术,揭示了水稻中一个含有5个典型的CX8-CX5-CX3-H(X代表任意氨基酸残基)保守结构域的CCCH型锌指蛋白家族成员C3H12在抗白叶枯病反应过程中发挥作用。利用数量性状位点(quantitative trait locus, QTL)分析确证了C3H12与一个微效抗白叶枯病QTL相对应,并且在定位群体中随机挑选的单株里发现C3H12的表达量与植株抗病性的改变呈正相关。通过农杆菌介导的的遗传转化在高感白叶枯的粳稻品种牡丹江8超量表达C3H12,在中感白叶枯的粳稻品种中花11中利用T-DNA插入和在中抗白叶枯的籼稻品种明恢63中利用RNA干扰技术(RNA interference, RNAi)抑制C3H12的表达。通过定量PCR检测证明了在转基因植株中抗性的改变与C3H12的表达量呈共分离的关系。C3H12超表达的植株对白叶枯病的抗性相对于野生型有着显著的提高,并且在C3H12超表达的植株接种白叶枯病菌后,茉莉酸路径相关基因LOX、AOS2、Cht1、PR5和PR10的表达以及茉莉酸的含量与野生型对照相比均有显著提高。与之相反,在C3H12抑制表达的植株对白叶枯病的抗性相对于野生型有着明显的下降,并且在C3H12抑制表达的植株接种白叶枯病菌后,茉莉酸路径相关基因的表达以及茉莉酸的含量与野生型对照相比均有显著降低。据此我们推断C3H12可能通过茉莉酸信号路径正调控水稻对白叶枯病的抗性。通过亚细胞定位实验发现C3H12蛋白定位在细胞核里,而且在体外表达并纯化了带有麦芽糖结合蛋白(maltose binding protein, MBP)标签的C3H12蛋白,体外核酸结合实验发现C3H12具有核酸结合能力,而在酵母中的反式激活实验里发现C3H12并没有转录激活的活性。据此我们推断,C3H12蛋白可能是通过与mRNA结合的方式在转录后水平调控基因的表达。综上所述,C3H12作为一个具有核酸结合能力的蛋白,通过茉莉酸路径正调控水稻对白叶枯病的抗性。