论文部分内容阅读
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Yanthomonas oryzae、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cDNA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H202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H202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IF1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 (?)勺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ALY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。此夕卜,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Nepl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。