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植物胞内NB-LRR(nucleotide-binding and leucine-rich repeat)类型免疫受体传统上也称为抗病蛋白，在植物免疫应答中发挥关键作用。当病原生物侵染宿主植物时，NB-LRR免疫受体能够特异性地识别病原生物分泌的效应蛋白(effector)，进而激活植物的抗病信号途径，并导致以侵染局部程序性细胞死亡为特征的超敏反应(hypersensitiveresponse，HR)。NB-LRR免疫受体过量积累也会引发植物细胞死亡，并间接地影响植物的正常生长和发育。因此该类型免疫受体的蛋白丰度和稳定性受到植物的严格调控。 白粉菌是一种专性寄生的活体营养型病原真菌。大麦基因座位Mla(mildewresistance locusa)包含近30个抗大麦白粉病菌(Blumeria graminis f.sp.hordei, Bgh)专化型等位基因，并呈现出高度的多态性，其编码的抗病蛋白MLA属于NB-LRR类型免疫受体，能够介导对大麦白粉菌的小种专化抗性。之前我们实验室利用MLA蛋白的N端作为诱饵，通过酵母双杂交系统筛选大麦cDNA文库，得到了一个与MLA相互作用的RING(really interesting new gene)类型E3泛素连接酶，并将其命名为HvMIR1(MLA-interacting RING-type E3 ligase1)。本论文深入研究了HvMIR1如何通过调控MLA而参与大麦对白粉菌的抗病过程。 我首先对HvMIR1的结构进行分析，发现该蛋白主要由N端的RING结构域和C端的TPR(tetratricopeptide repeat)结构域组成，进化树分析发现，MIR1基因在植物中高度保守。酵母双杂交、体外pull-down及植物体内荧光素酶互补实验证实了HvMIR1与MLA之间的相互作用是由HvMIR1的C端TPR结构域和MLA的N端介导的。免疫共沉淀(Co-IP)实验证明HvM IR1和MLA1蛋白全长在植物体内存在相互作用。体外E3泛素连接酶活性实验证明HvMIR1具有E3泛素连接酶活性。体外实验表明HvMIR1能够对MLA(1-225)蛋白进行泛素化修饰，进而导致其通过26S蛋白酶体系统进行降解。我在植物体内进一步检测了HvMIR1对MLA蛋白稳定性的调控。首先在本生烟(Nicotiana benthamiana)中共表达HvMIR1和MLA，检测发现HvMIR1可以促进MLA的降解。同时，大麦条纹花叶病毒诱导的基因沉默实验(BSMV-VIGS)发现，当HvMIR1在大麦中被沉默后，MLA1的蛋白积累量上升。进一步利用MG132分别处理不接菌或接种白粉菌的大麦叶片，发现MLA1的蛋白积累量均显著增加。这些结果表明，HvMIR1负向调控MLA的蛋白积累量。 MLA在大麦叶片中介导对大麦白粉病菌的小种专化抗性，而在本生烟中过量积累后可引发细胞死亡。我通过基因枪介导的大麦叶片单细胞瞬时过表达系统将HvMIR1基因在大麦中过表达，发现MLA介导的对白粉菌的小种专化抗性明显减弱。同时通过农杆菌介导的瞬时过表达系统，发现HvMIR1能够减弱MLA10过量积累所引发的细胞死亡。这些结果表明HvMIR1通过调控MLA蛋白的稳定性进而影响了MLA的抗病功能。 综上所述，我们的结果证明NB-LRR类型免疫受体MLA是E3泛素连接酶HvMIR1的泛素化底物，HvMIR1能够将MLA蛋白进行泛素化修饰然后通过26S蛋白酶体降解，从而负向调控MLA蛋白的稳定性并影响了MLA所介导的抗病反应。