植物细胞膜上AHL结合位点及钙调素参与植物感应AHLs的研究

摘要

细菌通过分泌一种或者几种小分子量的化学信号相互交流，协调群体行为，这一现象被称为群体感应(Quorum Sensing，QS)。革兰氏阴性细菌利用N-酰基高丝氨酸内酯（N-acyl-homoserine lactones，AHLs）作为QS信号分子。AHLs能够调控植物根的生长和发育，并使植物产生抗病反应，能够减少植物对病原菌的发病率，可能是一种植物免疫抗性激活剂。因此AHLs在植物中的信号转导机制研究备受关注，然而植物是如何感知这些细菌信号还知之甚少，本实验以模式生物拟南芥为材料，主要从以下两个部分进行研究：
　　一：植物细胞感应细菌N-酰基高丝氨酸内酯(AHLs)的研究。本研究主要利用生物素标记的AHL表征拟南芥原生质体上的AHL感知位点，AHL感知位点在通过生物素标记的AHL与荧光标记的亲和素反应之后，利用荧光显微镜和共聚焦显微镜观察。结果发现，生物素标记的AHL处理拟南芥原生质体后，加入荧光标记的亲和素，在原生质体表面发现有绿色荧光，并且随着生物素标记的AHL的增多而增多而只有生物素或者AHL处理的拟南芥原生质体没有绿色荧光，初步推断AHL的受体可能是膜受体。
　　二：钙调素（CaM）参与AHLs调控植物生长的研究。本研究主要从遗传学、药理学和基因表达水平、蛋白水平四方面进行探索。结果表明，3OC6-HSL对拟南芥主根长的促进效应在CaM基因cam4、cam5、cam6、cam7、cam9缺失突变体时被消减，甚至对cam1、cam2、cam3、cam8缺失突变体主根长有抑制作用，而对camp缺失突变体主根长有促进作用；3OC8-HSL对拟南芥主根长的促进效应在cam1、cam3、cam4、cam5、cam6、cam7、cam8缺失突变体时被消减，甚至对三缺失突变的株系cam234以及cam2、cam9缺失突变体主根长有抑制作用，而对camp缺失突变体主根长有促进作用。同时药理学实验发现，CaM抑制剂使AHL对野生型拟南芥主根长的促进效应消失。这两个角度的表型分析表明，CaM参与AHL调控植物根生长。对拟南芥野生型中cam1-cam9、camp基因定量PCR检测，结果显示AHLs能显著促进负责负责Ca2+信号通路的cam1-cam9、camp的表达，由此表明CaM参与AHLs在植物体内的信号转导。此外，3OC6-HSL处理拟南芥野生型，利用Western Blot、Elisa检测不同时间段CaM表达量变化，结果显示3OC6-HSL处理后使CaM表达量升高，结果进一步说明CaM参与AHLs在植物体内的信号转导。

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符号说明

第一章 绪论

§1-1 细菌的群体感应系统

§1-2 AHL受体研究进展

§1-3 生物素-亲和素标记技术

§1-4 植物中钙调素的研究进展

§1-5 课题的意义

第二章 植物细胞感应细菌N-酰基高丝氨酸内酯(AHLs)

§2-1 材料

§2-2 方法

§2-3 结果

§2-4 小结

第三章 钙调素参与AHLs调控植物生长的研究

§3-1 材料

§3-2 方法

§3-3 结果

§3-4 小结

第四章 结论

参考文献

致谢

攻读学位期间所取得的相关科研成果