NbALD和ALY4在激发子诱导的过敏性细胞死亡和气孔关闭中的功能研究

摘要

激发子是植物病原菌的代谢产物，诱发植物产生防卫反应，导致过敏性细胞死亡(hypersensitive cell death，HCD)和气孔关闭，本研究一方面采用病毒诱导的基因沉默技术(virus-induced gene silencing，VIGS)技术研究了本氏烟(Nicotiania.benthamiana)NbALD在不同激发子诱导的过敏性细胞死亡和气孔关闭中的机制;另一方面研究了拟南芥(Arabidopsis thaliana)ALY4在激发子Nep1诱导的过敏性细胞死亡和气孔关闭中的功能。激发子Nep1来自Magnaporthe oryzae、harpin来自Xanthomonasoryzae、INF1来自Phytophthora infestance。实验证明NbALD和ALY4参与Nep1诱导的HCD和气孔关闭。
　　 从本氏烟eDNA文库中筛选到一个调控激发子Nep1诱导过敏性细胞死亡的基因-NbALD。ALD沉默削弱Nep1诱导的HCD，而对harpin和INF1诱导的HCD没有影响，表明Nep1诱发的HCD依赖于NbALD，但ALD沉默不参与harpin和INF1诱导的HCD。同时，发现ALD沉默烟草抑制Nep1诱发烟草叶片中H2O2积累，且抑制保卫细胞内Nep1诱发的NO积累和气孔关闭，而对harpin和INF1诱发的H2O2积累和气孔关闭没有影响。外源H2O2诱导ALD沉默植株的气孔关闭和保卫细胞内NO的积累;另外，外源的NO提供剂SNP可以诱发ALD沉默烟草保卫细胞内NO积累和气孔关闭。上述结果表明，Nep1诱发的气孔关闭过程中信号级联过程是:ALD-H2O2-NO-气孔关闭。此外，研究还发现ALD沉默削弱了Nep1和INF1诱导的对烟草疫霉(Phytophthora nicotianae)的抗病性。进一步研究发现，ALD沉默抑制了Nep1和INF1诱导的乙烯(.)茉莉酸和水杨酸信号分子介导的防卫基因的表达，但是NbALD不参与harpin诱导的乙烯茉莉、酸和水杨酸防卫基因的表达。上述结果表明，NbALD在Nep1诱发的过敏性细胞死亡、气孔关闭、NO的积累和对P.nicotianae的抗病性中起着重要的作用。
　　 本实验室前期工作证明在本氏烟中NbALY916的沉默可抑制Nep1诱发的敏性细胞死亡和气孔关闭。为了进一步阐明该基因功能的保守性，本研究分析拟南芥中的同源基因ALY4在激发子Nep1诱导的HCD和气孔关闭中的作用。结果显示，aly4突变体减弱Nep1诱发的HCD、H2O2的积累和气孔关闭，且保卫细胞中NO的积累减少。外源H2O2可诱导野生型和aly4突变体保卫细胞内NO的积累和气孔关闭，同样地外源的NO提供剂SNP可诱导野生型和aly4突变体保卫细胞内NO积累和气孔关闭。上述结果表明，Nep1诱发的气孔关闭过程中信号级联过程是:ALY4-H2O2-NO-气孔关闭。此外，aly4突变体减弱了Nep1诱导的对Pseudomonas syringae pv.tomato(Pst)strain DC3000的抗病性。进一步研究发现，Nep1可激活野生型(wild type，WT)的SA、JA和ET信号途径，而aly4突变体抑制了Nep1诱导的SA、JA和ET信号分子介导的防卫基因的表达。该结果提示，ALY4正调控Nep1诱导的SA、JA和ET信号途径。综上所述，ALY4参与调控Nep1诱发的过敏性细胞死亡、气孔关闭、NO的积累和对P.syringae的抗病性。

目录

声明

摘要

上篇 文献综述

第一章 激发子诱发的防卫反应

1 激发子的种类

2 激发子信号

3 第二信使

参考文献

下篇 研究内容

第一章 NbALD在激发子诱导的过敏性细胞死亡和气孔关闭中的功能研究

1 材料与方法

2 结果与分析

3 讨论

参考文献

第二章 拟南芥ALY4在激发子诱导的过敏性细胞死亡和气孔关闭中的功能研究

1 材料和方法

2 结果与分析

3 讨论

参考文献

附录1

攻读硕士学位期间发表的研究论文

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