根据水稻基因组序列和有关生物信息学资料及harpinXoo诱导植物抗病性及相关表型(抗虫、抗逆、促进植物生长)的功能,在用harpinXoo处理水稻野生型和一个抗病性及相关性状被突变的突变体后,用高通量microarray测定分析技术,研究功能尚未验证但被推测可以调控水稻抗病性、交叉调控抗病性及相关信号传导的基因1980个,甄别具有调控某个信号传导通路的基因、尤其是交叉调控抗病虫、抗逆和生长发育的通调基因,初步透视水稻抗病性及相关信号传导网络,为全面克隆分别及交叉调控抗病性及相关信号传导的7500多个基因,用突变体转基因功能互补和转座子切除后回复基因功能的技术,进一步全面解析所有信号传导调控基因的功能奠定基础。这一研究将有助于解析植物抗病性及相关信号传导网络;信号传导调控基因、尤其是通调基因,将是通过基因工程培育作物抗病虫、抗逆、高产优质品种的重要资源。
对植物病原III型细菌效应分子harpin诱导植物防卫和生长的信号传导、诱导水稻抗病性与相关信号传导调控基因的表达图式、hapinXoo及其功能片段的作用机制与生产应用等问题,进行了研究,取得5方面成果。第一,harpin刺激乙烯信号传导下游分支,分别导致植物抗虫和生长加快,通过启动脱落酸信号传导,诱导植物抗旱。第二,用microarray技术研究了水稻野生型和表达harpinXoo的转基因品系的基因转录图式,鉴定了受harpin诱导、调控抗病性及相关信号传导的基因1215 个。第三,证明harpinXoo与生防细菌对诱导水稻抗病性有增效作用。第四,鉴定了harpinXoo的功能片段,细致研究了片段的效应,有效地进行了田间实验,取得防病增产效果。同时发现,harpinXoo中的甘氨酸重复序列与半胱氨酸对全长分子的生物活性有抑制作用,表明了其分子内部调控机制。第五,完成SCI论文20篇,其中7篇已发表、4篇在修改(3篇评审意见为修改后接受)、另外9篇将投稿。这些研究结果加深了对植物抗病性及相关信号传导的理解,为水稻和其他作物病害控制提供了重要资源与技术依据。