水稻稻瘟病是由稻瘟菌引起的一种真菌性病害,种植广谱抗病品种是抗稻瘟病经济有效的方法;水稻含有一类成对的NLR免疫受体,可通过其重金属结合结构域(Heavymetal-associated domain,HMA)特异性识别稻瘟菌的MAX效应蛋白;在Pik与PD-0332991供应商AVR-Pik的长期协同进化过程中,产生一系列A VR-Pik突变体,然而现有的Pik只能特异性识别一个或几个AVR-Pik,含有A VR-PikB及AVR-PikC的稻瘟菌广泛存在于我国东北地区,而目前还没有发现能够识别AVRPikC以及所有AVR-Pik突变体的受体,因此通过人工设计改造RGA5免疫受体使其识别AVRPikC等一系列突变体,以此拓宽水稻的抗性谱。本研究基于前期RGA5-HMA结构域成功改造的体系,参考RGA5-HMA以及Piselleck化学k-HMA/AVR-Pik复合物的结构,设计出能够识别多个AVR-Pik突变体基因的RGA5-HMA7突变体,通过体内和体外互作验证其与AVR-Pik一系列突变体基因的互作关系。利用氢氘交换质谱明确RGA5-HMA7与AVR-PikC的关键互作区域。通过水稻原生质体试验验证RGA5~(HMA7)识别A VR-PikC等一系列突变体基因bio-based inks并激活RGA4介导的细胞坏死反应,进一步利用含不同AVR-Pik突变体的稻瘟菌接种RGA4/RGA5HMA7转基因水稻验证RGA5~(HMA7)能够在水稻体内特异性识别A VR-PikC等并激活下游的免疫反应,以上研究将为培育广谱抗病的水稻品种提供新的抗性资源。