拟南芥AtCDPK1在响应丁香假单胞菌和非生物胁迫中的功能分析

摘要

钙是植物应答多种生物和非生物逆境胁迫的重要信使。胞质自由钙浓度的变化通过对下游钙调节蛋白的活性调控而进行信息传递，并最终调节相关的生理生化过程，这是植物适应环境变化和逆境的主要机制之一。钙依赖的蛋白激酶(CDPKs)作为植物特有的一类钙受体蛋白激酶参与并调控了许多生理过程和逆境反应。研究表明，某些CDPKs也参与了植物响应病原微生物和非生物胁迫的信号转导途径，但其具体功能尚不明确。本论文以模式植物拟南芥野生型、AtCDPK1突变体和组成型激活的转基因植物为材料，探讨了拟南芥AtCDPK1在植物响应病原微生物和非生物胁迫诱导的信号转导途径中的可能作用，结果如下: 1.利用Northern blot技术分析了AtCDPK1对丁香假单胞菌和非生物胁迫的响应，结果表明:AtCDPK1基因mRNA表达水平可被丁香假单胞菌(毒性和无毒)、非生物胁迫(低温、干旱、盐害)和植物激素(SA、ABA、MeJA)诱导增强，而高温抑制其表达。 2.纯合的AtCDPK1基因T-DNA部分敲除突变体(cdpk1-1)和野生型接种无毒丁香假单胞菌后，突变体的AIG1基因和病程相关基因PR1、PR2的表达量略低于野生型。毒性丁香假单胞菌侵染野生型与cdpk1-1突变体后，发现cdpk1-1气孔在病原菌侵染后1小时不关闭，而野生型气孔关闭。 3.AtCDPK1组成型激活的转基因拟南芥(K7-1)植株受到盐胁迫后，AtCDPK1基因的表达量明显比野生型强；并且K7-1在种子萌发和幼苗生长过程中对高盐胁迫的耐受能力都明显比野生型强。 根据以上实验结果，推测拟南芥AtCDPK1在抗病和非生物胁迫介导的信号转导中具有正向调节作用。

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声明

1 引言

1.1钙依赖蛋白激酶(CDPKs)介导的信号转导途径

1.1.1钙信使与CDPKs

1.1.2 CDPKs的分布

1.1.3 CDPKs的结构

1.1.4 CDPKs基因的表达

1.1.5 CDPKs的活性调节

1.1.6 CDPKs的生理功能

1.1.7 CDPKs的生理底物

1.2本研究的立论依据和意义

2 AtCDPK1敲除突变体的筛选及鉴定

2.1材料与方法

2.1.1实验材料

2.1.2实验方法

2.2结果与分析

2.2.1 AtCDPK1的基因结构及T-DNA插入位置

2.2.2 AtCDPK1基因敲除突变体的筛选及鉴定

2.2.3 突变体中AtCDPK1表达水平的检测

2.3讨论

3 AtCDPK1在响应丁香假单胞菌中的功能分析

3.1材料与方法

3.1.1实验材料

3.1.2实验方法

3.2结果与分析

3.2.1 AtCDPK1对丁香假单胞菌的响应

3.2.2 AtCDPK1对SA和JA的响应

3.3讨论

3.3.1 AtCDPK1对丁香假单胞菌的响应

3.3.2 AtCDPK1对SA的响应

3.3.3 AtCDPK1对JA的响应

4 AtCDPK1在丁香假单胞菌诱导的气孔开闭中的作用

4.1材料与方法

4.1.1实验材料

4.1.2实验方法

4.2结果与分析

4.3讨论

5 AtCDPK1对植物激素和非生物胁迫的响应

5.1材料与方法

5.1.1实验材料

5.1.2实验方法

5.2结果与分析

5.2.1 ABA和非生物胁迫诱导AtCDPK1表达

5.2.2 K7-1对盐胁迫的耐受性

5.3讨论

5.3.1AtCDPK1对ABA的响应

5.3.2 AtCDPK1对非生物胁迫的响应

5.3.3 K7-1对盐胁迫的耐受性

6结论

致谢

参考文献

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