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烯丙异噻唑(3-allyloxy-1，2-Benzisothiazole-1，1-dioxide，简称PBZ)是一种能诱导植物产生抗病反应的化学小分子物质，目前已经被广泛用于农作物病害的防治工作。通过前人的研究发现，在拟南芥和烟草中PBZ可以通过诱导SA的积累来激活机体内的系统获得抗性(SAR)。为了更深入的了解PBZ在植物体内的作用机制，我们通过基因芯片技术，分析了拟南芥全基因组约23，000个基因在经过PBZ处理24小时和72小时后的表达谱变化。结果显示在PBZ处理72小时后有855个基因的表达被明显上调至少2倍以上，其中有62个基因具有与抗病基因相同或相似的特征，部分基因的表达变化经过Real一Time PCR定量后得到进一步证实。在整个基因组变化中，我们重点关注了PBZ与抗病反应早期信号转导相关基因的变化关系，并首次发现与ROS合成以及细胞壁修饰相关的基因都在PBZ处理72小时后上调表达，另外，PBZ还诱导了大量MAPKs家族基因的高表达，而这些基因通常在病原菌与植物相互作用的早期信号转导过程中发挥着重要作用，因此，PBZ可能通过调控ROS的合成途径以及MAPKs级联信号途径来激活位于SA上游的抗病信号转导过程，且这个激活过程与病原菌侵染时所激发的过程极为相似。 目前，但关于PBZ与SA不依赖的信号途径如JA/ET响应信号途径的关系还没有正式的报道，因此我们对PBZ处理后JA/ET响应的专一性标记基因PDF1.2和PR-4的表达变化做了进一步的分析，结果发现在PBZ处理24小时时，PDF1.2和PR-4的表达量被迅速上调，并又在随后的处理时间段中被迅速下调，同时，通过连续时间段的取样，我们还发现PBZ诱导SA依赖的PR基因(如PR-1、PR-2、PR-5)的表达发生在PBZ处理48小时之后，因此PBZ除了激活SA依赖的信号途径外，也激活了JA/ET依赖的信号途径，并且PBZ对JA/ET依赖信号途径的激活要明显早于SA依赖信号途径的激活。 关于PBZ与植物非生物抗逆之间的关系目前还没有任何报道，本实验室首次发现该小分子物质能诱导拟南芥产生明显的抗干旱性状。通过表达谱芯片数据分析和Real-Time PCR验证，我们分析了PBZ处理后植株叶片组织中与ABA合成、ABA依赖及ABA非依赖抗逆信号途径相关的标记基因的表达变化情况，结果显示这些标记基因的表达水平基本不受PBZ处理的影响，其中部分基因的表达甚至出现下调的趋势，这表明上述ABA依赖及ABA非依赖途径并不参与PBZ诱导的抗旱性过程。通过PBZ处理SA、JA和ET三种激素信号途径的突变体sjd2、coi1和etr1-1后发现，在coi1和etr1-1，的突变体中，PBZ同样能诱导其产生与野生型Col-O-样的抗旱表型，而在sid2突变体中(病原菌诱导的SA合成受阻)，我们发现PBZ诱导的抗旱表型消失，前人研究发现该基因编码一个异分支酸合成酶1(ICS1)，是病原菌诱导SA合成过程中的一个关键酶，这表明ICS1介导的SA合成信号在PBZ诱导的抗旱过程中起着至关重要的作用。另外，为了进一步确定植物体内两条不同的SA合成途径在PBZ诱导的SA合成过程中的具体贡献，我们对PBZ处理后两条途径中关键基因的表达水平及相关酶活力进行了定量发现，PAL介导的SA合成途径中大多数基因的表达水平在PBZ处理72小时明显下调，且PAL酶活力也受到了PBZ一定程度的抑制，相反，由ICS1介导的SA合成途径中的关键酶基因ICS1的表达水平和ICS酶活力都随着PBZ处理时间的延长而逐步增加，另外，在ICS1基因的突变体sid2中，PBZ也不再诱导SA的合成，以上数据表明PBZ诱导拟南芥SA的积累主要通过ICS1介导的合成途径而不是PAL介导的合成途径。 拟南芥NPR1基因是植物诱导抗病反应途径中的一个关键调控因子，我们发现PBZ可以诱导该基因上调表达。我们用5’删除的方法克隆了NPR1基因五个不同长度的启动子片段(1228bp、936bp、615bp、479bp和252bp)，分别与GUS基因融合后稳定转化烟草植株，以此来分析不同长度片段的启动子在转基因烟草中对PBZ诱导的响应活性。通过对转基因植株中GUS基因的表达量及其GUS酶活的测定发现，上述各启动子片段包括最小片段-252bp的启动子均能在转基因烟草中受PBZ诱导后驱动GUS基因上调表达。经分析发现-252bp启动子中含有3个W-box元件，分别位于-128bp，-123bp和-106bp处。我们将此最小片段-252bp启动子中的三个W-box分别进行了突变修饰，然后再与GUS基因融合构建烟草转化载体，分析不同突变对-252bp启动子活性的影响，结果发现当位于-128bp，-123bp处的两个W-box同时突变时，该启动子将不再受PBZ处理后的诱导表达，而当我们只突变上述两个W-box的其中一个时发现该启动子也能响应PBZ诱导而驱动GUS基因的表达，但其诱导表达的幅度有所下降。另外，对位于-106bp处的W-box突变后发现其并不影响该启动子响应PBZ诱导的正常活性。以上结果证实拟南芥NPR1基因启动子区位于-128bp，-123bp处的两个W-box元件对于其响应PBZ的诱导表达具有非常重要的作用。