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水稻白叶枯病是由革兰氏阴性黄单孢菌水稻变种(Xantgomonas oryzae pv.Oryzae,Xoo)所引起的一种细菌性病害,细菌通常从水孔或伤口侵入水稻,沿叶脉维管束产生灰白色病斑。水稻遭受白叶枯病后,一般减产10%以上,严重时甚至绝收,是仅次于稻瘟病的水稻第二大病害。许多含硫化合物参与了植物抵抗各种病虫害的过程,并且在水稻苗期施用硫酸铵较硝铵、尿素和碳铵更能提高稻苗的抗病能力,因此推测水稻硫代谢与其抗病能力密切相关。Xa21为水稻白叶枯病PXO99的抗性基因,PXO99中含Ax21无毒因子,其与Xa21互作诱导水稻产生抗性。本文中,我们主要以CX621B(转入Xa21基因的转基因水稻)和D62B(未转入Xa21基因)两种不同的水稻作为材料研究水稻的抗PXO99情况。通过不同硫营养梯度处理水稻,用PXO99进行侵染接种叶片,测量叶片的病斑长度,发现在0-0.5mM时,随着硫浓度的升高,病斑长度逐渐升高;在3.3-10mM时,随着硫浓度的进一步升高,病斑长度逐渐降低。而在外源茉莉酸或其生物合成抑制剂存在下,对于CX621B,高浓度硫酸盐下的病斑长度降低至0.5mM病斑长度的50%,对于D62B,高浓度硫酸盐下的病斑长度降低至0.5mM病斑长度的60%。通过分析水稻Xa21基因的转录水平,发现0-0.5mM处理时Xa21的转录水平差异性不显著,但随着硫浓度的提升,Xa21的相对转录水平逐步升高。水稻GSH含量测定分析表明0-0.5mM时,随着硫浓度的升高,GSH的含量CX621B明显要比D62B高;随着硫浓度的提高,D62B的GSH含量却比CX621B高。为了分析激素水平变化是否参与了硫营养对水稻抗性的影响,我们分别筛选到了水稻茉莉酸(JA)和脱落酸(ABA)的正向标志基因OsJAZ8和RD22。根据标志基因的转录水平,我们发现在3.3m1M硫浓度条件下,CX621B的ABA含量比D62B含量低很多,差异最显著,而在其他硫浓度条件下,两种水稻的ABA含量无明显差异;在0-0.5mM硫浓度条件下,CX621B的茉莉酸含量分别是D62B的3倍,6倍以及3倍;在3.3-10mM硫浓度条件下,CX621B分别是D62B的3倍,6倍以及5倍。根据水杨酸(SA)的HPLC定量法发现,在0-0.5mM硫浓度条件下,转基因水稻CX621B和D62B的水杨酸含量较为接近,在3.3-10mM时,两者的差异性逐渐增大,并表现出下降的趋势,在1OmM硫浓度条件下,两者之间的差异性达到最大,CX621B的水杨酸是D62B的2倍。CX621B和D62B的病斑长度与JA的含量在整体水平上呈现一定的负相关性,说明JA对PX099的防御起到关键作用,且在CX621B中,随硫浓度提高其抗性基因Xa21的表达量逐渐升高,暗示了硫营养在影响水稻的抗病性可能主要通过激素以及Xa21的表达发挥功能的。