拟南芥PIP1；4对抗病性的影响以及乙烯和赤霉素调控Hpa1Xoo信号传导的研究

摘要

植物细胞膜嵌入蛋白质(plasma membrane instrinsic protein，PIP)除了具有运输H2O和CO2等小分子化合物的功能，还可以感受外源信号，包括病原物侵染或病原物分子的刺激。革兰氏阴性植物病原细菌产生的harpin蛋白质就是一类模式分子，它们有诱导植物抗病性、促进植物生长等有益作用。这些效应取决于植物细胞质膜受体对harpin的识别，识别引发植物激素和非激素信号传导，赋予植物抗病性增强或生长加快的表型。关于植物识别某种特定harpin蛋白质的机制、后续信号传导及参与作用的激素种类，目前还不完全清楚。因此，本文通过拟南芥atpip突变体筛选，发现AtPIP1;4对抗病性有调控作用，继而研究了AtPIP1;4调控抗病性的机制。针对水稻白叶枯病菌(Xanthmonas oryzae pv.oryzae)产生的harpin蛋白质Hpa1Xoo促进植物生长的作用，研究了乙烯和赤霉素参与调控的作用。从这两方面进行研究，可以为今后深入探讨PIP识别harpin信号与后续信号传导奠定基础。
　　1.转基因PIP1;4拟南芥对Pst DC3000抗病性防卫反应
　　有研究表明，水通道蛋白不仅具有运输水分的作用，还可以选择性的运转一些小分子物质如活性氧、气体和一些小分子代谢物，而这些小分子物质的转运与植物生长发育、耐旱抗病等反应相关。水通道蛋白在植物抗病反应中起到什么作用，其作用的机制是什么目前还不是很清楚。利用农杆菌介导法将AtPIP1;4片段转入拟南芥野生型Col-0植株内，并成功表达。此研究中，还筛选了atpip1;4突变体的纯合体，并选用了CS879846做后续实验。研究发现，在接种了Pseudomonas syringae pv.tomatoDC3000(PstDC3000)后，AtPIP1;4过表达植株表现抗病，而atpip1;4突变体表现感病。依据观察胼胝质沉积的结果，可以得出胼胝质的沉积量与植物的抗病性呈正相关。因此，AtPIP1;4能够调控植物的抗病防卫反应。
　　2.乙烯和赤霉素参与调控HpalXoo信号的传导
　　前人的研究表明，harpin蛋白可以激活植物的防卫反应信号通路的同时还可促进植物生长。Harpin在促进植物生长的过程中，需要哪些激素的参与，还不完全清楚。本文研究了Hpa1Xoo促进拟南芥生长和诱导拟南芥的生长相关基因EXP的表达时，乙烯和赤霉素对其反应的影响。对拟南芥野生型进行Hap1Xoo处理，能够促进植物生长和诱导EXP相关基因的表达;对乙烯和赤霉素功能缺失突变体(etr1-1，ga5-1)进行Hpa1 Xoo处理，发现Hpa1 Xoo的诱导效应被消弱了，而对乙烯和赤霉素的双突变体进行Hpa1Xoo处理，Hpa1 Xoo的诱导效应则被完全消除。综上所述，乙烯和赤霉素在Hpa1 Xoo促进植物生长和诱导EXP相关基因的表达的过程中起着一定作用。

目录

声明

摘要

第一部分 文献综述

第一章 植物水通道蛋白的概述

一、植物水通道蛋白的发现

二、植物水通道蛋白的分类及特征

三、植物水通道蛋白的结构及功能

第二章 Harpin的分子遗传学特性及其生物学效应

一、Harpin的遗传学特性

二、Harpin在植物细胞中的定位与识别

三、Harpin的作用及其作用机制

四、Harpin启动的信号通路及其调控机制

第二部分 研究报告

第一章 AtPIP1；4对拟南芥抗病性的影响

1 材料与方法

2 结果与分析

3 讨论

第二章 乙烯和赤霉素调控Hpa1Xoo信号传导

1 材料与方法

2 结果与分析

3 讨论

全文总结

参考文献

读硕士学位期间发表的研究论文

致谢