大豆疫霉外泌蛋白类激发子的鉴定

摘要

生活在自然界中，无论是地上部分或是地下部分，植物经常受到各种微生物的侵袭，包括细菌、真菌和卵菌等。因不具有类似动物的免疫系统，寄主植物常依赖自身每一个细胞的先天免疫系统来抵御病原物的侵染。植物先天免疫系统由两层主要的免疫反应组成。首先，植物中的模式识别受体(PRRs)能够感知病原微生物的相关分子模式(MAMPs or PAMPs)，从而识别各类微生物，诱导植物产生防御反应(PAMP-triggeredimmunity-PTI)。植物病原微生物产生的激发子和病原物相关分子模式(MAMPs orPAMPs)是一类重要的信号分子，模仿非亲和互作中植物与病原微生物的信号交流，启动不同的级联信号途径，导致过敏反应(HR)，诱发植物产生非寄主广谱抗性，同时还能使寄主产生系统获得性抗性。其次，病原微生物会产生一类物质效应因子(effectors)，它能够抑制宿主的这种识别，帮助病原微生物侵染。针对病原微生物的效应因子，植物进化出了反击机制，植物通过抗性蛋白（R蛋白）直接或间接识别某些类别的效应因子(无毒蛋白，avr-R)，在侵染位点启动快速强烈的防御应答，即Effector-triggered immunity-ETI，这种效应因子启动的防御构成植物的第二层防线。
　　 在卵菌中，目前已经鉴定的激发子与PAMPs主要有谷氨酰胺转移酶、结合纤维素的激发子凝集素(CBEL)、脂质转移蛋白、坏死诱导蛋白和β-葡聚糖。我们希望通过我们的研究能在卵菌中找到更多的PAMPs，为卵菌中PAMPs的作用机制与卵菌的防治提供基础。本研究利用合成培养液培养大豆疫霉菌，以促进其外泌蛋白的大量分泌，通过硫酸铵沉淀的方法从该培养液中沉淀并收集这些外泌蛋白，利用密理博(Millipore)超滤管对获得的蛋白溶液进行超滤，然后通过快速液相色谱FPLC，在大豆疫霉外泌蛋白中分离纯化到一个55KD(Ps55)的蛋白，该蛋白注射本氏烟草叶片48h之后，能够诱发烟草的过敏性反应。同时，通过该实验的进行，在大豆疫霉菌中摸索出了一套分离纯化与鉴定具有激发子活性蛋白的方法。
　　 激发子和PAMPs作为一类重要的信号分子，能模仿非亲和互作中植物与病原微生物的信号交流，启动不同的级联信号途径。在大豆疫霉菌中发现的Ps55蛋白具有激发子活性，目前，对于其功能还缺乏足够的了解。本研究利用LC-MS/MS技术对该蛋白进行了测定，共得到11个不同的蛋白质质谱图谱，通过对这11个图谱的分析，获得四个不同的蛋白质。通过对这些肽段进行比对分析，确定这11个肽段分别属于四个不同蛋白质，分别命名为Ps55-1、Ps55-2、Ps55-3和Ps55-4。蛋白结构预测表明，Ps55-1、Ps55-2和Ps55-4是纤维素酶相关的一类蛋白，Ps55-3是天冬氨酸酶类蛋白。本研究并通过生物信息学方法方法从大豆疫霉的全基因组数据库中挖掘出大量纤维素酶和天冬氨酸蛋白酶类蛋白候选编码基因。利用RNA-sequencing等技术分析了大豆疫霉中纤维素酶和天冬氨酸蛋白酶类蛋白候选编码基因在生活史及侵染各个阶段的转录情况，为后续功能基因研究提供了思路，为大豆疫霉防治及新的药物靶标筛选提供了理论基础。

目录

声明

摘要

引言

上篇 文献综述

第一章 植物的免疫系统

1 PAMPs触发的植物免疫反应(PAMP-triggered immunity，PTI)

2 效应分子触发的免疫反应(Effector-Triggered immunity，ETI)

参考文献

第二章 PAMPs与激发子及其触发的防卫通路

1 病原物相关分子模式(MAMPs／PAMPs)

2 植物的模式识别受体PRRs(Pattern Recognition Receptors，PRRs)

3 激发子及其在植物中触发的信号及信号传导

参考文献

下篇 研究内容

第一章 大豆疫霉菌中具有激发子活性蛋白质的分离与纯化

1 材料和方法

2 结果和分析

3 讨论

参考文献

第二章 蛋白质Ps55的序列鉴定与生物信息学分析

1 材料和方法

2 结果和分析

3 讨论

参考文献

附录 大豆疫霉效应因子Avh331抑制MAPK介导的植物防卫反应促进病原菌侵染

攻读硕士学位期间发表的研究论文

致谢