油菜(Brassica napus)是世界上种植最广泛的油料作物,具有较高的经济价值。由核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum)引起的油菜菌核病每年造成巨大经济损失,防治困难。挖掘和利用油菜抗核盘菌基因、创制抗病品种是绿色防控油菜菌核病的重要战略。FER(FERONIA)是一个多功能类受体激酶,既影响植物生长发育,又在植物免疫中发挥重要作用。但是目前FER在油菜对核盘菌的免疫中的功能及作用机制尚不甚了解。本研究分析了油菜FER1(Bn FER1)的抗核盘菌免疫功能和机制。获得的主要结果如下:(1)揭示了油菜FER1的抗核盘菌免疫功能。通过对Bn FER1超表达和RNAi(RNA interference)转基因植株的核盘菌接种分析和防卫反应检测分析,阐明了Bn FER1正调控油菜对核盘菌的抗性,促进胼胝质沉积和茉莉酸积累,但降低脱落酸和水杨酸积累。接种草酸缺失的核盘菌突变株oah1-3-6结果显示,Bn FER1不改变油菜对突变株oah1-3-6的抗性,抑制茉莉酸、脱落酸和水杨酸积累,并增强活性氧积累。表明Bn FER1介导产生对核盘菌的抗性是对核盘菌分泌草酸的响应,并且是促进茉莉酸合成的结果。Bn FER1超表达和RNAi植株接种核盘菌野生型和突变株oah1-3-6的蛋白组学分析结果显示,Bn FER1可能通过综合抑制超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase)、抗坏血酸过氧化物酶(L-ascorbate peroxidase)和过氧化物酶(Peroxidase)等活性氧清除酶系提高活性氧积累。此外,对不同p H培养液水培45 d的Bn FER1转基因油菜的抗病性分析结果表明,碱性p H培Anti-epileptic medications养提高对核盘菌的抗性,Bn FER1为该抗性所必需,且受核盘菌草酸的诱导。以上结果暗示Bn FER1可能通过Captisol体外响应草酸带来的p H变化正调控油菜对核盘菌的抗性。(2)揭示了Bn FER1与甘油醛-3-磷酸脱氢酶(Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase,GAPDH)蛋白Bn GAPA1、Bn GAPA2互作调控对核盘菌抗性的机制。明确了油菜GAPDH家族组成及其进化关系。通过酵母双杂、萤火素酶互补、分子荧光互补和免疫共沉淀分析证明了Bn FER1与Bn GAPA1、Bn GAPA2互作。烟草瞬时表达分析显示Bn FER1定位于细胞膜,Bn GProtein Tyrosine Kinase抑制剂APA1和Bn GAPA2定位在叶绿体,Bn FER1与Bn GAPA1、Bn GAPA2互作定位在细胞质膜、核膜以及与细胞质膜相邻的叶绿体上。四个油菜FER均与Bn GAPA1、Bn GAPA2互作。通过拟南芥T-DNA插入突变体gapa1和gapa2的抗病性分析,明确了At GAPA1和At GAPA2负调控对核盘菌的免疫和活性氧积累,但不影响对其草酸缺失突变株oah1-3-6的抗性。这些结果表明,作为对核盘菌草酸的响应,Bn FER1可能通过解除被Bn GAPA1、Bn GAPA2的互作和功能抑制激发对核盘菌的抗性。综上所述,本研究阐明了Bn FER1在油菜抗核盘菌免疫中的重要功能,揭示了基于Bn FER1与Bn GAPA1、Bn GAPA2互作的抗核盘菌调控机制,明确了针对核盘菌草酸的植物抗核盘菌分子机制,丰富了油菜与核盘菌之间的相互作用层次,提出了Bn FER1新的免疫途径,为油菜菌核病绿色防控以及抗病分子育种提供新策略和基因资源。