·常規信息
基因(座)名稱白葉枯病抗性基因
Bacterial Blight resistance 21
基因符號Xa21
所在染色體11 (已克隆)
供體材料長藥野生稻

水稻白葉枯病抗性基因Xa21,源自西非長藥野生稻(Oryza longistaminata),對大多數國內外白葉枯病鑒別菌系(如菲律賓小種1~9、中國致病型小種1~7和日本小種1~3)表現高抗,且完全顯性、成株期抗病。

【定位與克隆】

Xa-21是第一個從野生稻中被克隆出來的重要功能基因。Khush等報道其抗性供體爲西非長藥野生稻,在水稻分蘖後期抗當時菲律賓的全部6個小種。經雜交導入IR24後,通過回交、自交獲得了BC4F2群體,分析其中兩個F2群體對菲律賓小種1、2、4和6的抗性遺傳,表明其廣譜抗性由一對顯性基因控制,有別于已鑒定的17個抗性基因,被命名爲Xa-21,後來進一步選育成攜有Xa-21的近等基因系IRBB21。Ronald等將Xa-21定位于第11染色體上,與RAPD818、RAPD248 和RG103標記的遺傳圖距都不超過1.2cM。隨後該基因由宋文源等克隆,並迅速廣泛應用于國內外水稻抗白葉枯病轉基因育種。

Xa21編碼産物是一個由1025氨基酸組成的類受體蛋白激酶,其結構分爲九大區域,從氨基端起分別是:信號肽區(potential signal sequence)、未知功能區、富亮氨酸重複區(LRRs)、帶電荷區(charged)、跨膜區(transmembrance)、帶電荷區、近膜區、絲氨酸-蘇氨酸激酶區(STK)和羧基端尾部區。其中LRRs區和STK區是兩個重要的功能域,與Xa21的抗性表達有關,前者是由23個不完全的富含亮氨酸重複序列(LRR)組成,參與蛋白質與蛋白質的相互作用,與對病原物的識別有關;後者包含11個亞區和15個保守氨基酸,是典型的信號分子(Song et al. 1995)。

本段信息來自一篇撤稿的science文獻,可能有誤:Lee等利用高效液相色譜在白葉枯病菌中找到了一個194長的氨基酸殘基,N端17個aa(axYS22)就足以激活Xa21,但是缺少tyrosine sulfation將失活。作者又證明了Xa21對axYS22的binding和識別是必要的,而且axYS22在所有白葉枯病菌的生理小種中都是保守的,證明了Ax21是一個病原相關分子模式(pathogen-associated molecular pattern, PAMP),Xa21是識別PAMPs的病程識別蛋白(pattern recognition receptor)(Lee et al., 2009)。

【亞細胞定位】

完整細胞的質膜上,或原生質體的內質網上(Chen et al. 2010)

【生物學功能】

XA21在體內剪切釋放出胞內激酶結構域,該域向核內轉移並與轉錄因子OsWRKY62發生互作,這是XA21介導的免疫應答所必需(Park et al. 2012)。

PM定位的XA21和XA21K736E能夠被內化,引發防反反應,參與水稻的抗病性(Chen et al. 2010)。

【相關登錄號】
contigs及其産物:CM000148↘EAZ18748, DP000010↘ABA94304, AP008217↘BAH95336
cDNAs及其産物:U72723→AAC80225, U72724→AAB82756, U72725→AAB82755, U72726→AAB82753, U72727, U72728, U72729, U82168
參考基因組位點:Os11g0559200(RAP-DB, Gramene)←→ LOC_Os11g35500(本地、MSU-RGAP)
參考基因組産物:NM_001189679→NP_001176608
uniprot庫登錄號:Q2R2K5, O24435, O24436, O24437, Q40640
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·ONTOLOGY及相關基因
表型特征白葉枯病抗性(TO:0000175)
分子功能蛋白質結合(GO:0005515), 蛋白激酶活性(GO:0004672), 絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶活性(GO:0004674)
生物進程對細菌的防衛反應(GO:0042742), 蛋白質磷酸化(GO:0006468), 蛋白質泛素化(GO:0016567)
·參考文獻
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