水稻是重要的粮食作物之一,全球超过50%人口的主食。但其产量和品质长年受病害的影响,其中稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）引起的稻瘟病是水稻的重要病害之一。选择适宜的抗病品种是控制植物病害最经济有效的方法。因此,深入了解水稻受体识别稻瘟病菌的分子机制,对水稻抗病品种进行遗传改良和合理布局具有重要意义。前人的研究发现,植物病原真菌中存在一类序列不相关、结构保守的效应因子,被命名为Magnaporthe oryzae AVRs 和 ToxB-like（MAX）effector。稻瘟病菌 MAX-effector 中,AVR-PikD、AVR1-CO39和AVR-Pia能被水稻抗病蛋白Pikp-1和RGA5非保守的金属离子结合结构域（HMA或RATX1）直接识别,激发寄主产生ETI免疫反应。目前已解析Pikp-HMA/AVR-PikD复合物晶体结构,证明HMA-effector的结合在Pikp调节抗病反应中具有重要作用。为了进一步了解受体蛋白Pia金属离子结合结构域（RGA5RATx1）识别其它MAX-effector的结构基础,本研究围绕RGA5AS、AVR1-CO39和AVR-Pia开展了蛋白质表达纯化和结构解析研究,并取得以下结果。利用气相扩散法获得RGA5AS/AVR1-CO39复合物晶体,X射线衍射分辨率为2.1 A。采用分子置换法解析了该复合物三维结构。结构显示,与AVR-PikD结合Pikp-HMA二聚体中的第二个单体的模式不同,AVR1-CO39与单体RGA5AS结合,结合界面位于RGA5AS同源二聚体互作面。由于柔性等原因,复合物结构中未发现RGA5AS C末端后47个氨基酸电子密度。ITC（Isothermal Titration Calorimetry）分析结果显示,末端缺失后47个氨基酸的金属离子结合结构域（RGA5RATx1）与RGA5AS结合力基本一致（Kd:5.4 μM和5.3 μM）,表明RGA5RATx1是参与效应蛋白AVR1-CO39结合的核心区域。ITC和分子筛层析技术（Gel filtration chromatography,GF）显示,突变 AVR1-CO39 互作面 β2-sheet 上的第 41 位苏氨基为甘氨酸,AVR1-CO39T41G不能与 RGA5AS结合。表明第41位苏氨酸是影响AVR1-CO39与RGA5AS结合的关键残基。本研究还开展了 RGA5AS与效应蛋白AVR-Pia复合物晶体生长条件的筛选,目前尚未获得该复合物的晶体。同源结构比较分析发现,AVR1-CO39/RGA5RATx1的结合界面同AVR-Pia/RGA5RATX1的结合界面高度重叠。特别是在AVR1-CO39关键残基T41相同的空间位置,位于AVR-Pia β1-sheet N端的残基F24是影响AVR-PiaH3结合RGA5RATx1、诱导ETI免疫反应的核心位点。体外 SV-AUC 和 GF 结果显示,RGA5AS/AVR1-CO39 与RGA5AS/AVR-Pia复合物分子量接近RGA5AS二聚体大小。该结果表明,与AVR1-CO39/RGA5RATX1互作模式相同,AVR-Pia与自身相互作用的RGA5RATx1产生竞争性结合,结合界面位于RGA5RATx1同源二聚体互作面。以上实验结果表明,水稻受体蛋白金属离子结合结构域与MAX-effector存在两种识别模式。其中,效应蛋白AVR1-CO39和AVR-Pia以相同的模式结合到RGA5AS二体互作面,与单体RGA5AS形成稳定的复合物,调控ETI免疫反应。该模式与AVR-PikD结合Pikp-HMA二聚体中第二个单体不同的模式存在显著差异。这些发现为进一步了解植物受体蛋白与真菌效应蛋白的识别分子机制提供新的理论依据。