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水稻黑条矮缩病近年来在我国多次爆发流行,是危害最为严重的粮食作物病毒病之一,严重危害我国粮食生产。水稻黑条矮缩病主要由水稻黑条矮缩病毒(Rice black-streaked dwarf virus,RBSDV)侵染造成。感病植株通常表现出矮缩、分蘖增加、叶色浓绿等症状。因此,深入研究水稻黑条矮缩病毒与植物寄主的相互作用,探索其传播,致病机制等问题具有重要科学意义。该研究也为今后挖掘、创制优良的抗性种质资源,从而自源头控制水稻黑条矮缩病的危害奠定基础。茉莉酸(Jasmonic acid,JA)及其衍生物是植物体内广泛的一种信号分子,参与植物的生长发育以及各种生物胁迫。脱落酸(Abscisic acid,ABA)也是植物体内广泛存在的一种激素,能够增强植物对非生物胁迫的抗性,并且在对抗病原物及昆虫等生物胁迫中也发挥重要作用。我们前期研究发现ABA途径在水稻抵抗RBSDV侵染过程中起负调控作用,并且ABA能抑制JA诱导的抗性反应从而利于RBSDV的侵染。然而关于ABA是如何抑制JA途径的详细机制尚未清楚。而茉莉酸甲基转移酶(jasmonic acid carboxyl methltransferase,JMT)能够催化植物体内的茉莉酸产生茉莉酸甲酯(Methyl jasmonate,MeJA),目前没有关于ABA途径是否调控JMT的表达从而影响茉莉酸途径的研究报道。本研究主要围绕水稻中ABA途径是如何调控茉莉酸甲基转移酶同源物茉莉酸甲基转移酶样蛋白(Jasmonate Methyltransferase-LIKE 1,OsJMTL1,Os06g22440)表达,同时阐明OsJMTL1在水稻抗RBSDV侵染中的作用。我们首先用外源ABA喷施处理水稻中花11(ZH11)幼苗,研究结果表明在50μMABA处理条件下,JA途径的生物合成基因及信号相关基因表达水平下调,而OsJMTL1的表达量显著上升。通过对水稻中茉莉酸甲基转移酶同源物表达变化分析,发现ABA处理后特异性的诱导OsJMTL1的表达。为了进一步研究ABA与OsJMTL1的关系,我们构建了 OsJMTL1过表达转基因植株和利用CRISPR/cas9技术构建了插入突变体osjmtl1。接着我们对OsJMTL1 T2代纯合株系进行激素敏感性实验测定,当在0.1 mM MeJA处理条件下,与野生型ZH11相比,OsJMTL1过表达植株的根系显著变短,而osjmtl1插入突变体并未发生明显变化。这些研究显示OsJMTL1在茉莉酸途径中发挥着重要的作用。为了进一步明确OsJMTL1在RBSDV侵染过程中的作用,我们通过室内接毒实验,利用带毒灰飞虱侵染OsJMTL1转基因植株,接种30天后观察植株表型并统计发病率。结果表明,与野生型ZH11相比,OsJMTL1过表达植株对RBSDV的侵染更为敏感,症状更严重,发病率也更高,而插入突变体症状比较缓和,并且发病率显著降低。因此,OsJMTL1能够负调控水稻对RBSDV的抗性。为了研究ABA调控OsJMTL1表达的详细机制,我们利用生物信息学软件PlantCARE对OsJMTL1启动子序列进行分析,预测结果发现在-381到-390有潜在的ABI5结合位点(TGAAACGTGA)。因此我们进一步围绕水稻 ABA-insensitive 5(OsABI5)与OsJMTL1的关系展开了研究。通过构建GST-OsABI5融合载体,诱导纯化可溶的GST-OsABI5活性蛋白。将表达纯化的GST-OsABI5和含有OsABI5结合位点的OsJMTL1启动子探针利用凝胶迁移实验分析,得到OsABI5能够特异性的结合OsJMTL1。同时我们进一步构建了 OsABI5融合flag标签的过表达转基因植株。接着我们通过染色质免疫共沉淀实验分析OsABI5在体内与OsJMTL1启动子结合情况,结果显示OsABI5能够在植物体内与OsJMTL1启动子结合。因此,以上结果表明水稻中ABA可能通过OsABI5转录因子直接调控OsJMTL1的表达,从而影响茉莉酸途径。综上所述,本实验发现了脱落酸能够影响茉莉酸途径相关基因表达,并且通过脱落酸途径关键调控转录因子OsABI5直接调控OsJMTL1基因的表达,从而影响茉莉酸途径。同时还发现OsJMTL1能够负调控水稻防御RBSDV的侵染,这可能是脱落酸途径抑制茉莉酸途径负调控水稻抗病毒能力的重要部分。