由黄单胞菌水稻致病变种（Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo）引起的水稻白叶枯病是极具破坏力的细菌性病害。水稻白叶枯病抗性基因Xa23对现有国内外鉴别的白叶枯病菌系都展现出完全显性、全生育期的高抗性反应,具有极大的利用价值。Xa23属于Executor抗性基因,其启动子上的EBE_AvrXa23可以与Xoo中广泛存在的无毒效应因子AvrXa23结合,从而诱导Xa23基因的转录表达。Xa23编码蛋白在被侵染宿主细胞内产生HR反应,直接杀死被侵染的细胞来限制细菌在寄主体内的继续繁殖,从而有效抵抗白叶枯病菌的进一步侵害。本论文包括两部分:第一部分是探索Xa23基因的进化路径和进化机制;第二部分是寻找XA23蛋白序列中与HR功能相关的氨基酸/元件,并对相关氨基酸残基的性质进行功能分析。获得的主要结果如下:关于Xa23基因的进化路径和进化机制的研究:1.Xa23等位基因仅在稻属中出现,且其编码区序列具有极高同源性。2.天然栽培稻中没有EBE_AvrXa23的存在,即显性抗病基因Xa23只存在于野生稻。3.在278个具有代表性的水稻材料中仅发现97个具有Xa23/xa23基因,推测Xa23/xa23在稻属中并不是广泛存在的。4.Xa23/xa23等位启动子的核苷酸序列多样性明显高于其编码区,被归纳为五种单倍型（Pro-A/B/C/D/E）,其中Pro-A是唯一含有EBE_AvrXa23的Xa23单倍型,且仅有单倍型Pro-A具有抗病功能。这五种单倍型在地理分布上没有显著差异;单倍型Pro-A只存在于野生稻中,而Pro-B/C/D/E四种单倍型在野生稻和栽培稻中均有分布,其中单倍型Pro-B的比例最高（26.8%）。5.Xa23起源于普通野生稻,在水稻驯化和育种过程中可能发生了瓶颈-奠基者效应（bottleneck effect）。关于XA23蛋白序列中与HR功能相关的氨基酸/元件的研究:6.所有的Xa23等位基因编码的氨基酸序列都预测有3个跨膜结构域,且跨膜结构域序列的保守性最高。7.Xa23及其同源基因编码的蛋白均能够引起烟草叶片的HR反应,证明Xa23及其同源基因中含有的与HR功能相关的序列/元件保守性和完整性较高。8.XA23氨基端（N-）的第1-6个氨基酸、羧基端（C-）倒数第1-9个氨基酸是HR相关必需氨基酸位点,且临界点处氨基酸的酸碱性质发生改变不影响HR表型;任一跨膜结构域序列的氨基酸突变都会影响HR表型,证明了3个跨膜结构域的完整性是XA23激发HR功能的重要决定因素。总之,本研究克隆了在稻属中高度保守的Xa23同源基因并探讨了Xa23基因的起源和进化机制;同时,在氨基酸水平上,寻找到XA23氨基酸序列中与HR功能相关的重要氨基酸。这些研究结果对未来发现更多的Executor抗病基因和简化Executor抗性蛋白结构具有重要的指导意义。