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环化单磷酸腺苷(adenosine 3,5-cyclic monophosphate,cAMP)是原核生物与动物中的重要第二信使,但迄今尚无明确实验证据证明高等植物细胞中是否也存在cAMP信号转导系统.已有研究表明,cAMP参与了植物响应病原侵染的超敏性反应(hypersensitive reaction,HR).水杨酸(salicylic acid,SA)是植物产生超敏性反应和系统性获得抗性反应(systemic acquired reaction,SAR)过程的重要信号分子,但SA合成的上游分子调控机制尚不清楚.该论文工作最初假设,植物内源cAMP可能作为第二信使而参与植物响应病原侵染或病原分泌毒素诱导的信号转导过程,其下游可能是通过植物体内的SA而介导进一步的信号传递过程.论文的实验工作计划及实施主要是围绕证明这一理论假设的正确与否而展开的.论文工作首先建立了拟南芥(Arabidopsis thaliana)与大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)或其分泌毒素互作的实验体系,利用该体系证明cAMP和SA都参与了拟南芥响应大丽轮枝菌侵染或其毒素诱导的信号传递过程.外源cAMP和SA分别具有增强野生型拟南芥对大丽轮枝菌毒素侵害的抗性,但外源cAMP却不能诱导体内缺失SA的转基因拟南芥植株nahG(该基因编码水杨酸羟化酶,将SA水解为儿茶酚使植物体内不能积累SA)产生抗病反应.对拟南芥体内SA的测定分析结果证明,在培养基中加入毒素、cAMP、腺苷酸坏化酶(adenylyl cyclase,AC)激活剂forskolin时均能引起拟南芥内源SA含量的显著增加,而其中又以外加cAMP的作用最强;而外加AC抑制剂DDA则显著降低拟南芥内源SA的水平.利用酶免疫分析法测定拟南芥内源cAMP水平的实验结果表明,外加病原分泌毒素处理在几分钟内即引起拟南芥体内cAMP含量的显著变化,而且cAMP水平的变化表现为有规律的振荡式变化;而未加毒素处理的拟南芥的内源cAMP含量则未发生明显变化.上述结果表明,在拟南芥响应大丽轮枝菌侵染或其毒素诱导的信号转导途径中,拟南芥内源cAMP含量发生变化可能是上游信号转导过程中的重要步骤,cAMP信使通过调控下游SA信号物质的水平而进一步传递病原侵染或毒素诱导的信息.综合论文研究工作的实验及分析结果得出以下结论:拟南芥中存在合成cAMP的AC酶及与cAMP信使系统相关的信号分子;拟南芥体内的cAMP信使系统参与了拟南芥响应大丽轮枝菌侵染或其毒素诱导的信号转导过程;拟南芥内源cAMP通过调控下游SA信号物质的水平而进一步传递病原侵染或毒素诱导的信息,最终反映为植物的感病或抗病性状的表现.论文工作结果为植物体内存在cAMP信使系统提供了较为直接的实验证据.