水稻是世界重要的粮食作物之一,由子囊菌(Magnaporthe oryzae)引起的稻瘟病是世界性的水稻病害,广泛分布于水稻栽培的国家和地区,严重影响水稻的产量和稻米的品质。发掘水稻抗稻瘟病相关基因,阐明其抗病机理,对于研究水稻-稻瘟病菌互作及抗病育种具有重要意义。真核生物细胞囊泡运输过程中的膜融合主要是由SNARE蛋白(Soluble-N-ethyl-maleimide-sensitive fusion protein attachment protein receptor)介导的,SNARE蛋白的结构高度保守。植物SNARE蛋白能够促进植物细胞板形成,能与离子通道蛋白相互作用,有利于植物的正常生长发育,能提高植物的抗病性和对非生物胁迫的耐受性等。已有研究表明,水稻SNARE蛋白基因OsNPSN11受稻瘟病菌接种的诱导,过量表达OsNPSN11的转基因水稻株系对稻瘟病的抗性显著高于转基因受体苏御糯。为了阐明水稻SNARE蛋白OsNPSN11在抗稻瘟病中的作用,以OsNPSN11过量表达和抑制表达的转基因水稻株系及未转基因对照为材料,从组织病理学、生理生化和分子水平上比较其接种前后的差异,主要结果如下：1、利用菌丝荧光染色和D AB(3,3’-Diaminobenzidine)染色方法比较观察了稻瘟病菌孢子在转基因株系和未转基因对照叶片上萌发及菌丝侵入进程,结果显示,稻瘟病菌在OsNPSN11过量表达的转基因株系和抗病水稻品种叶片上,孢子萌发迟缓,大部分停留在附着胞阶段无法继续侵入(24hpi),处于该阶段的孢子占到65.5-76.5%,显著高于抑制表达的转基因株系、转空载体株系和未转基因对照(33.5-35%)；在接菌48h后,过量表达OsNPSN11的转基因株系叶片上出现了大面积的棕褐色过敏反应斑,而未转基因对照和OsNPSN11抑制表达的转基因株系较少出现大面积的过敏反应斑。2、比较分析了接种稻瘟病菌8h、24h、48h、72h后,转OsNPSN11基因水稻和相应对照幼苗中H202含量和过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)的活性,结果显示,OsNPSN11过量表达的转基因植株中H202在24-48h内迅速累积,三种抗氧化酶的活性也随之显著增加；而未转基因对照中H202的累积明显少于过量表达植株,三种酶的活性增加幅度也不如过量表达植株,且活性的高峰期均早于过量表达植株,说明H202在短时间内的大量积累是过量表达的转基因植株抵御病原菌入侵的重要环节。3、进一步利用基因芯片技术分析了过量表达OsNPSN11的转基因水稻株系和未转基因对照的转录组差异,结果表明,至少有259个基因的表达存在差异,涉及到DNA/RNA代谢和调节、脂肪酸代谢、激素代谢、蛋白质代谢、初生代谢、次生代谢、能量代谢、氧化还原、信号转导、细胞壁合成与发育、防御反应等生物学过程。其中有两个与抗氧化途径相关的上调表达基因,分别编码过氧化物酶和L-抗坏血酸氧化酶,另外有一个与信号传导有关的上调表达基因编码真菌激发子的即刻早期蛋白CMPG1,稻瘟病接菌后早期3个基因在过量表达OsNPSN11的转基因株系中的表达量明显高于未转基因对照株系,表明这3个基因与OsNPSN11在抗稻瘟病中的作用有关。