论文部分内容阅读
植物体内存在免疫系统以应对外界多种病虫害的侵害。其免疫系统可以分为病原菌相关分子模式引发的免疫(PAMP-triggered-immunity, PTI)以及病原菌效应因子引发的免疫(Effector-triggered immunity, ETI)。前者是定位在植物细胞的表面模式识别受体(Pattern recognition receptors, PRRs)识别病原菌的保守成分相关分子模式(Pathogen associated molecular patterns, PAMPs)，继而起始的免疫反应；而后者是植物细胞内通过抗病蛋白(Resistance protein)特异性识别病原菌的效应因子(Effector)，继而引发的免疫反应。在ETI的免疫反应中，最经典的模型是RIN4(RPM1 interacting protein 4)蛋白的守卫模型。当丁香假单胞菌的效应因子AvrRpm1和AvrB进入植物细胞内部，RIN4蛋白会被磷酸化，磷酸化的RIN4蛋白会激活RPM1(Resistance toPseudomonas syringae pv. maculicola1)蛋白的活性，引发植物免疫反应。磷脂酶D(PLD)可以将磷脂水解为磷脂酸(Phosphatidic acid, PA)。拟南芥PLD蛋白家族有12个成员，广泛参与植物生物胁迫及非生物胁迫的生理反应中。丁香假单胞菌的效应因子AvrRpm1进入细胞，通过RIN4蛋白和RPM1蛋白激活植物抗病反应后，在其信号下游的PLD蛋白也被激活，产生大量的PA积累，诱发植物产生超敏反应(Hypersensitive response, HR)。
为研究RPM1功能与PLD的关系，我们克隆了拟南芥PLD家族12个成员的基因，检验各个成员与RPM1的互作情况。利用烟草瞬时表达系统，通过免疫共沉淀实验和双分子荧光互补实验，本文证明了PLDδ与RPM1存在蛋白间相互作用。在拟南芥及烟草中，过表达PLDδ蛋白可以减弱RPM1介导的HR及抗病效应。通过比较过表达PLDδ的转基因拟南芥植株中与野生植株中RPM1蛋白含量发现，过表达PLDδ可以降低RPM1的蛋白含量。这种下降可能与PLDδ减弱了RPM1的膜定位相关。为了检验PLD酶活与RPM1含量的关系，我们用植物激素ABA处理植物以激活植物体内的PLD活性，发现RPM1的蛋白含量降低。当用抑制剂抑制PLD活性后，RPM1含量不再降低。说明PLD的酶活性是引起的RPM1蛋白含量降低的必要条件。根据以上结果我们提出了一个模型说明，当RPM1蛋白被激活后下游的PLDδ蛋白也随之被激活介导植物免疫反应，同时激活的PLD通过下调RPM1的含量控制抗病信号强度。许多非生物胁迫可以影响PLD酶活性，PLD酶活又可以调节抗病蛋白的含量以影响植物对生物胁迫的反应。本论文为认识植物如何协调对不同胁迫的反应提供了一些贡献。
为研究RPM1功能与PLD的关系，我们克隆了拟南芥PLD家族12个成员的基因，检验各个成员与RPM1的互作情况。利用烟草瞬时表达系统，通过免疫共沉淀实验和双分子荧光互补实验，本文证明了PLDδ与RPM1存在蛋白间相互作用。在拟南芥及烟草中，过表达PLDδ蛋白可以减弱RPM1介导的HR及抗病效应。通过比较过表达PLDδ的转基因拟南芥植株中与野生植株中RPM1蛋白含量发现，过表达PLDδ可以降低RPM1的蛋白含量。这种下降可能与PLDδ减弱了RPM1的膜定位相关。为了检验PLD酶活与RPM1含量的关系，我们用植物激素ABA处理植物以激活植物体内的PLD活性，发现RPM1的蛋白含量降低。当用抑制剂抑制PLD活性后，RPM1含量不再降低。说明PLD的酶活性是引起的RPM1蛋白含量降低的必要条件。根据以上结果我们提出了一个模型说明，当RPM1蛋白被激活后下游的PLDδ蛋白也随之被激活介导植物免疫反应，同时激活的PLD通过下调RPM1的含量控制抗病信号强度。许多非生物胁迫可以影响PLD酶活性，PLD酶活又可以调节抗病蛋白的含量以影响植物对生物胁迫的反应。本论文为认识植物如何协调对不同胁迫的反应提供了一些贡献。