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百合(Lilium spp.)是多年生草本球根花卉，因其外形纯洁优雅，花朵芬芳四溢，备受人们推崇和喜爱。花卉的品种选育主要以花型、花色和香气等园艺性状为主导，很难同时兼顾抗病、抗盐和抗旱等抗逆指标，造成百合从切花生产到种球贮藏等多个环节病害频发的窘境。虽然抗病品种的匮乏可以通过杂交育种的方式弥补，但百合生长周期长，杂交育种需要投入的时间成本甚大。基于基因工程的遗传改良针对性强，理论上可对任何感兴趣的性状进行改造，是增强百合抗病性的可行方法。通过基因工程改造提高抗病性要建立在对百合免疫调控的分子机理有充分了解的基础之上，但目前从百合中克隆的和抗病直接相关的基因仅有病程相关蛋白10(Pathogenesis-related protein10，PR10)，对抗病调控途径的研究更是无从谈起。因此，本研究从调控植物系统获得抗性(Systemic acquired resistance，SAR)的关键基因入手，采用RACE克隆方法，从东方百合索邦中克隆了LhSorPR1、LhSorPR4a、LhSorPR4b和LhSorPR54个PR基因，以及对PR表达具有调控作用的百合NPR1和TGA2基因（分别命名为LhSorNPR1和LhSorTGA2）。在此基础上，采用生物信息学、蛋白同源模型、原核表达、qPCR、亚细胞定位、双分子荧光互补、酵母双杂交和拟南芥转基因等技术方法分析了上述6个蛋白的功能，并得出主要结论如下: (1)LhSorPR1基因cDNA全长870bp(GenBank序列登陆号:KY365749)，5非翻译区和3非翻译区的长度分别为47bp和274bp。该基因的开放阅读框为549bp，编码182个氨基酸。成熟的LhSorPR1蛋白（不含信号肽）分子量为18.19kDa，理论等电点为5.69。采用同源建模方式构建的LhSorPR1蛋白三维结构与其模板番茄PR1蛋白p14a具有较高的相似性，说明百合PR1蛋白在结构和功能上与其它植物中的PR1蛋白具有较强的保守性。使用冷诱导表达载体pColdⅡ对LhSorPR1在大肠杆菌中进行了表达，并对带有His标签的重组蛋白成功进行了纯化。 (2)LhSorPR4a和LhSorPR4b的cDNA全长分别为627bp和617bp(GenBank序列登陆号:KX954610和KX954611)，分别编码两个长度为141和143个氨基酸的Ⅱ类PR4蛋白。LhSorPR4a和LhSorPR4b的序列相似度为94.2％，但是这个蛋白的理论等电点却明显不同(7.74和4.08)。以木瓜Barwin样蛋白为模板，构建LhSorPR4a和LhSorPR4b的蛋白模型后发现，所构建的两个蛋白模型均与模板蛋白有很高的相似性。 (3)LhSorPR5的cDNA全长为1391bp(GenBank序列登陆号:KY273923)，5非翻译区和3非翻译区的长度分别为137bp和315bp。该基因的开放阅读框为939bp，编码312个氨基酸。成熟的LhSorPR5蛋白（不含信号肽）分子量为30.49kDa，理论等电点为4.5。采用同源建模方式构建的LhSorPR5三维模型与模板蛋白Pru av2有较高的相似性，对构建蛋白模型的表面电荷分布情况进行模拟后发现，LhSorPR5蛋白中存在由REDDD构成的酸性钳结构。对LhSorPR5的表达分析表明，该基因的表达受到MeJA、SA、NaCl、PEG、ABA、ETH以及病原真菌侵染的诱导。 (4)克隆得到的LhSorNPR1的cDNA全长2244bp(GenBank序列登陆号:KY073343)，编码617个氨基酸;LhSorTGA2的cDNA全长2010bp(GenBank序列登陆号:MF685037)，编码425个氨基酸。蛋白序列比对表明LhSorNPR1与其它NPR1类蛋白有很高的相似性，且该蛋白含有BTB/POZ和ankyrin repeat两个保守的结构域。将克隆的LhSorNPR1基因组DNA片段结构与其它植物中NPR1基因组DNA结构比较后发现，不同物种中NPR1基因基因组DNA片段均由4个外显子和3个内含子组成。对LhSorNPR1启动子内存在顺式作用元件预测后发现，该基因的启动子内不仅存在响应SA、ET和ABA的作用元件，还有RAV1和WRKY转录因子的结合位点。使用烟草瞬时表达系统对LhSorNPR1和LhSorTGA2的亚细胞定位情况进行了观察，结果表明LhSorTGA2定位于细胞核内，而LhSorNPR1在细胞核和细胞质中均有分布。使用双分子荧光互补(BIFC)和酵母双杂交(Y2H)两种方法对LhSorNPR1和LhSorTGA2间的相互作用进行了验证，确认两者间存在相互作用。对LhSorNPR1和LhSorTGA2的表达分析表明，LhSorNPR1在花瓣中的表达量最高，而LhSorTGA2在茎中的表达量最高。LhSorNPR1和LhSorTGA2的表达均受到水杨酸、茉莉酸甲酯、脱落酸和真菌侵染的诱导。过表达LhSorNPR1的拟南芥转基因株系对Pseudomonas syringae pv.tomato DC3000的抗性明显增强，而转基因株系抗病能力的增强可能和转基因后，拟南芥植株中PR1、PR2和PR5基因的表达增强有关。