水稻(Oryza sativa)是世界上重要的粮食作物之一,而水稻稻瘟病等病害严重地制约着水稻的高产稳产。培育稻瘟病抗性品种尤其是持久抗性品种已成为治理水稻稻瘟病的主要方法之一。水稻稻瘟病持久抗性基因pi21在许多粳稻品种中存在,因此可以在世界范围内广泛使用,以提高水稻的稻瘟病抗性。本研究以受稻瘟病菌接种诱导的Pi21-RNAi转基因系和日本晴为材料,利用RNA-Seq测序技术对水稻与稻瘟菌(Magnaporthe grisea)的互作进行研究,获得如下研究成果：1.本研究用两种稻瘟病菌生理小种(TMC-1和GUY11)分别接种Pi21基因RNAi表达转基因系241材料(抗病)和日本晴(感病对照材料),并在接种后五个时间点(Oh、12h、24h、48h、72h)分别取样(叶片组织),共获得20份受稻瘟病菌诱导的材料。半定量RT-PCR分析病程相关基因(WRKY, ABC, Kinase, MYB, pathogen-related gene等五类基因)在接种材料中的表达量,发现抗感材料之间存在基因表达差异,并且材料在两种稻瘟菌诱导后表现出相似的表达量变化,说明稻瘟病菌接种实验效果较好,创制的材料能够反映pi21与稻瘟病菌之间的互作关系。2.采用RNA-Seq高通量测序技术对20个受稻瘟病菌诱导的水稻材料进行测序,共获得约217M的Clean Reads,占Raw Reads的比例高达97.41%。每个样品的Clean Reads数都在10M以上,测得的碱基数在500Mb以上。利用SOAP短序列比对软件将Clean Reads比对到水稻粳稻品种日本晴基因组序列上(允许两个碱基错配),结果显示,17个样品的比对比例在86.97%以上,另外3个样品TMC-Nip-72h (75.85%)、GUY-Nip-72h (68.54%)、TMC-241-72h (75.19%)的比对比例相对较低。将Clean Reads比对到日本晴基因序列上时,也获得一致的比对结果。测序饱和度分析显示,当Clean Reads数大于10M时,测序深度已达到饱和。序列在基因的5’-3’方向分布大致均匀,说明样品mRNA打断随机性好。这些指标均说明测序的数据质量比较高。3.利用RPKM法计算每个样品中43222个水稻基因的基因表达量,发现每个样品全部基因的RPKM平均值介于15.2～16.9之间,说明20个样品mRNA转录的总水平一致。在|log2Ratio|≥1且FDR≤0.001的条件下,对两两样品之间的差异表达基因进行筛选。这些差异基因为下一步筛选与pi21抗病相关的基因奠定了基础。4.本研究通过设置较为严格的差异表达基因筛选方法,在全基因组范围内筛选可能与pi21互作的基因。经过半定量RT-PCR以及qPCR验证,我们初步认为OsPIG1基因在pi21介导的非小种特异性持久抗病反应途径中起到重要的作用。OsPIG1基因的进一步研究可以为我们更好地了解pi21的抗病机制提供线索。